四階共45講高一全國高中物理競賽春季-第10電容、電介質(zhì)

第10 電容電介本講提綱本講提綱知識模塊知識模塊引入”知識點睛一．孤立導(dǎo)體的電容們把其帶電與電勢的比叫做孤立電容器的電容值，簡稱電容，用字母C表示。記作：qC如圖：U R 所以有：C 參數(shù)。比如整個地球的電容約CE7104F（這么小…由此可見球電容的電容能力很?。┒p極電容所帶電荷Q與兩極板電勢差U的比值.電容的電路符號為： Q 其中：UE三．電介質(zhì)的極化

E0

1K四．電容器電容的計算求兩極板間的電場強 E，注意如果有電介質(zhì)存在，場強要除以相對介電常數(shù)C=Q/U應(yīng)用平板電容 0

0r所以電勢差：UEd

0rCQ0r 圓柱形電容器如圖用同心的導(dǎo)體圓筒夾著電介質(zhì)制作.設(shè)單位長度帶電E (RrR)2πr0r

lnRA2πr0r 2πr0l CQ2πrε0l ln球形電容器的電容R C4π R1R2 R 五．電容電路

r2

1 1+ C=C1+C22E21E 1

=1CU2

1 2可以將電容器的能量用場強E表示。對平行板電容器E總=Sd2的計算，表明電場可以脫離電荷而單獨存在，并以有限的速度在空間，形成電磁波，而電磁波攜W1CU21SE2d2 2 E單位體積的電場能量稱為電場的能量密度，用來表示 Q電容器所帶能量W1CU2WQUCU2六．電容的應(yīng)用知識點睛度A板帶凈電量+Q1，B板帶盡電量+Q2Q2＜Q1，試求：【例2S，其上半部為真空，而下半部充滿相對介電常數(shù)為εr的均勻電介質(zhì)，當兩極板分別帶上+Q和?Q的電量后，試求：【例3m，帶電量為q的質(zhì)（）A．保持不動B.是否運動不能確定C.向上運動D.【例4C1C2C1中插入一電介質(zhì)板，則（） 能的影響為：（） B、C9—1A3.0×107CBC板上的感應(yīng)電荷，以及A板的電勢。CEBq2CEB

E【例7Sd。若BAUA=U0不變，如左下圖所示。把一塊面積相同的帶電量為Q的導(dǎo)體薄板C平行地插入兩板之間，則導(dǎo)體薄板C的電勢UC。【例8CU的電源充電后隨即斷開，試求把兩個極板間距離增大至n倍時外力所作的功。d，求按照⑴和⑵連接時，AB的電容是多少？電量傳給N板，N板上積存的油可以不考慮，g取10m/s2，求：P BN課后練習(xí) 池的電動勢分別為110V230V．開始時，四塊金屬板都不帶電，且板間都是真空．K1，則流過開關(guān)K1的總電量為Q31011C；如果合上開關(guān)K2，則流過開關(guān)K2的總電量為Q91011C．試求電容C和C的值； ⑵如果先合上K1，然后再合上K2，那么流過K2過時間t0.2s恰好到達大底板P4P3P4兩板間的距離為d0.2m．試問若使該油滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，必須在電容器C1的兩板P1P2間充滿相對介電常數(shù)為多大的電介質(zhì)？（2）若A，B12V，求UAC，UCD和UDBA，B相距80cmA，B分別保持60V和60V的電勢，并在他們之間離A20cm處平行地插入一塊接地的厚為10cmC，如圖，均不考慮金屬板的邊緣效應(yīng)，求C板插入后他自己獲的何種電荷？AB兩板上的電量發(fā)生什么變化？發(fā)明故事卡爾森和他發(fā)明的靜電復(fù)印機在加利福尼亞州理工學(xué)院念書。他艱苦奮斗了5年，可是，他卻欠了1400的債。1930年，工作特別難找，卡爾森給82家公司寫信要求工作，但是只有兩家公司給他復(fù)函，還表 關(guān)心。1939～1944，包括雷明頓·蘭德和國際商業(yè)機器公司在內(nèi)的二十多家公司接受卡爾卡爾森仍不斷地向四處發(fā)信，打，以加強他的專利權(quán)地位。1944年，他專程到了俄亥俄州紐約羅徹斯特的一家小公司開始為卡爾森作小筆推銷。19474月，卡爾森收到了巴特爾公司匯出學(xué)習(xí)效果反饋：A.40%B.40%知識點睛σ1=σ4

σ2=?σ3=Q1有了四個面的電荷密度，Ⅰ、Ⅱ、ⅢE=2πk（σ1+σ2?σ3?σ4）=2πkQ1Q2S最后，UAB影響。設(shè)真空部分電量為Q1，介質(zhì)部分電量為Q2，顯然有Q1+Q2=U1U2即

=Q2

，即S/

rS/EU關(guān)系求解，比較常規(guī)（上下部分的場強相等d上下部分的電量是不等的，但場強居然相等，這怎么解釋？從公式的角度看，E=2πkσ（單面平板k、σ同時改變，可以保持E不變，但這是一種結(jié)論所展示的表象。從內(nèi)在的角度看，k的是這個電場與自由電荷（在真空中）形成的電場疊加成為E2，所以E2=4πk（σ?σ′）=4πk（ S/

QS/6】UAEABd2.310378A1cU2n29P BN【例10（1）n （2）k