高二物理競賽電容器的并聯(lián)和串聯(lián)課件

三、電容器的并聯(lián)和串聯(lián)U等效特點：每個電容器兩端的電勢差相等總電量：等效電容：結論：當幾個電容器并聯(lián)時，其等效電容等于幾個電容器電容之和；各個電容器的電壓相等；并聯(lián)使總電容增大。1、電容器的并聯(lián)1等效特點每個電容器極板所帶的電量相等總電壓等效電容結論：當幾個電容器串聯(lián)時，其等效電容的倒數(shù)等于幾個電容器電容的倒數(shù)之和；等效電容小于任何一個電容器的電容，但可以提高電容的耐壓能力；每個串聯(lián)電容的電勢降與電容成反比。2、電容器的串聯(lián)2并聯(lián)電容器的電容等于各個電容器電容的和。串聯(lián)電容器總電容的倒數(shù)等于各串聯(lián)電容倒數(shù)之和。當電容器的耐壓能力、容量不被滿足時，常用串并聯(lián)使用來改善。串聯(lián)使用可提高耐壓能力并聯(lián)使用可以提高容量討論6－5電場能量一、電容器的電能設在某時刻兩極板之間的電勢差為U，此時若把+dq電荷從帶負電的負極板搬運到帶正電的正極板，外力所作的功為若使電容器的兩極板分別帶有±Q的電荷，則外力所作的功為電容器所儲存的靜電能外力克服靜電場力作功，把非靜電能轉換為帶電體系的靜電能+++++++++---------+二、靜電場的能量能量密度1、靜電場的能量對于極板面積為S、極板間距為d平板電容器，電場所占的體積為Sd，電容器儲存的靜電能為2、電場的能量密度定義：單位體積內(nèi)的能量對于任意電場，本結論都是成立的。電容器所具有的能量與極板間電場E、體積V有關，E是極板間每一點電場大小的物理量，所以能量與電場存在的空間有關，電場攜帶了能量。3、電場的能量的計算不均勻電場中

例1

如圖所示,球形電容器的內(nèi)、外半徑分別為R1和R2

，所帶電荷為Q．若在兩球殼間充以電容率為的電介質，問此電容器貯存的電場能量為多少？Q-Q解Q-Q取半徑為r、厚為dr的球殼，其體積為dV=4πr2dr。所以此體積元內(nèi)的電場的能量為（球形電容器）討論（1）（2）（孤立導體球）

例2圓柱形空氣電容器中，空氣的擊穿場強是Eb=3106V·m-1

，設導體圓筒的外半徑R2=10-2m.在空氣不被擊穿的情況下，長圓柱導體的半徑R1

取多大值可使電容器存儲能量最多？++++++++________++++----++++----解++++++++________++++----++++----單位長度的電場能量++++++++________++++----++++----Eb=3106V·m-1

，R2=10-2m++++++++________++++----++++----電場能量例題例已知Q球體導帶電殼球心同導體帶電不rrrrddRRbaer1Oer1求該帶電系統(tǒng)的電場能量解法提要：用高斯定理易求出場強沿徑向分布E()r0Q2pe04rbr(R)a；rbr(R)a；r薄球殼的體積Vdp42rdr儲能WedwedV21ree0E2()p42rdr()代入整理得E()rWed0br(R)a；rbr(R)a；rQ2dr2pe0r8系統(tǒng)的電場能量WeWedRaQ2dr2pe0r8b8Q2dr2pe0r8Q2pe08(Rab)111例、一個球半徑為R，體電荷密度為，試利用電場能量公式求此帶電球體系統(tǒng)的靜電能。6－7靜電的應用一、靜電的特點帶電體所帶的靜電電荷的電量都很