2017年高考一轮 7.4《电势差与电场强度的关系、电容器》ppt课件

2017年高考一轮 7.4《电势差与电场强度的关系、电容器》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 4讲 电势差与电场强度的关系 电容器 一、匀强电场中电势差与电场强度的关系 ,其中 电场线方向的距离。 电场中 ,电场强度的方向是指 最快的方向 ,在匀强电场中 , 电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。 自测 1 下列对于公式 E= 的理解 ,正确的是 ( ) 场强的数值等于单位距离上降低的电势 ,该公式适用于任何电场 U=势降落 答案 A 二、静电平衡与静电屏蔽 (1)导体中 (包括表面 )没有 的状态叫做静电平衡状态。 (2)处于静电平衡状态的导体的特点 =0,表面。 即整个导体是一个等势体 ,导体表面是一个。 自由电荷只分布在导体的外表面。 电荷的 2、密度越大 ,凹陷处几乎没有电荷。 电荷定向移动 垂直 等势面 (1)两种现象 现象 1:由于静电感应 ,导体外表面感应电荷的电场与外电场在导体内部任 一点的场强的叠加结果为零 ,从而外部电场影响不到导体内部 ,如图所示。 现象 2:由于静电感应 ,接地导体壳内表面感应电荷与壳内电荷的电场在导 体壳外表面以外空间叠加结果为零 ,从而使接地的封闭导体壳内部电场对 壳外空间没有影响 ,如图所示。 (2)应用 :有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩 ,有的通信电缆的外面 包有一层金属丝网套等都是用来防止外电场的干扰 ,起屏蔽作用的。 自测 2 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 ( ) 待在汽车里 3、比待在木屋里要危险 答案 B 由静电屏蔽的知识可知 ,A、 金属可以消除多余的 静电 ,单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小 ,因而电压 较小 ,小鸟不会被电死 , 三、电容器、电容 两个彼此 的导体可构成一个电容器。 (1)充电 :把电容器接在电源上后 ,电容器两个极板分别带上等量的异种电 荷的过程。 充电后 ,两极板间有电场存在 ,电容器储存电荷。 (2)放电 :用导线将电容器两极板接通后 ,极板上电荷中和的过程。 放电后 两极板间不再有电场 ,电场能转化为其他形式的能量。 (1)定义 :电容器所带的 与电容器两极板间的 的 比值。 (2)意义 :表示电容器 的物理量。 绝缘又相互靠近电 4、荷量 电势差 容纳电荷本领(3)定义式 :C=。 (4)单位 :法拉 (F)、微法 (F)和皮法 ( 1 F=10。 1 0。 (1)平行板电容器的电容 C=。 (2)带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场 ,板间场强为 E=。 (辨析题 ) (1)电容器带电荷量越多 ,电容越大 ,而电容越大 ,电容器带电荷量越多。 ( ) (2)平行板电容器充电后与电源断开 ,则电荷量 若一直与稳压电源连 接 ,则电压 ( ) 答案 (1) (2) 考点一 对公式 U=由图可知 ,由 B、 电势均降低 ,且 中 单位长度上的电势差最大 )。 考点突破 由此可知 ,电势降低最快的方向就是电场强度 5、的方向。 E= 或 U=Ed。 说明 (1)式中 (即两点所在等势面间的距离 ); (2)电场强度的单位 :N/。 =对于非匀强电场 ,此公式可以用来定性分析 某些问题。 如在非匀强电场中 ,各相邻等势面的电势差为一定值时 ,那么 E 越大处 ,即等差等势面越密。 又如 ,可以通过平均场强并利用 U= d 定性分析 U。 :如图所示 ,匀强电场中任一线段 的电势 ,等于两端点电势 的等差中项 ,即 C=。 证明 :设 B=d,则 d ,d 所以有 :C=。 推论 2:如图所示 ,若匀强电场中两线段 B 22 证明 :设 D=d,则 d ,d 所以有 : 典例 1 如图所示 ,在平面直角坐标系中 6、 ,有方向平行于坐标平面的匀强电 场 ,其中坐标原点 V,点 V,点 V, 则电场强度的大小为 ( ) V/m V/m 答案 A 设 ,由 = 可得 C=3 V,C=B, 即 B、 如图 ,由电场线与等势面的关系和几何关系知 :d= 1.5 E= = V/m=200 V/m, 30如何确定匀强电场中的电场线 (1)先确定等势线 ,根据“两点确定一条直线” ,找出电场中电势相等的两个 点 ,然后连接成一条等势线 ;因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化 ,任 一线段中点的电势为两端点电势的平均值。 (2)电场线跟等势线一定垂直 ,作出等势线的垂线即得电场线。 (3)比较电势的高低 ,即沿着电场线的 7、方向 ,电势逐渐降低 ;根据电势高低在 电场线上标出箭头 ,表示电场的方向。 1 (多选 )如图所示 ,a、 b、 c、 它们正好是一 个矩形的四个顶点 ,ab=,ad=L,电场线与矩形所在平面平行。 已知 0 V,4 V,2 V,一个质子从 射入此电场 ,入射方向与 5角 ,一段时间后经过 计质子的重力 , 下列判断正确的是 ( ) d c,所用的时间为 c,电场力做功为 4 案 匀强电场中 ,平行线上两点间的电势差与两点间的距离成 正比 ,故有 c=16 V,粒子 ;在负极板附近 有另一质量为 m、电荷量为 电场力的作用下 ,两粒子同时从 静止开始运动。 已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其 8、相距 面。 若两粒子间相互作用力可忽略 ,不计重力 ,则 M ( ) 2 1 2 1 答案 A 因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距 电荷 量为 l,电荷量为 l,由牛顿 第二定律知它们的加速度分别为 、 ,由运动学公式有 l= , l= , 得 =。 B、 C、 2525 3 公式 C= 适用于任何电容器 ,但 C= 仅适用于平行板 电容器。 C U或 (2015安徽理综 ,20,6分 )已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电 场的场强大小为 ,其中 为平面上单位面积所带的电荷量 ,0为常量。 如 图所示的平行板电容器 ,极板正对面积为 S,其间为真空 ,带电量为 Q。 不计 边缘效应时 , 9、极板可看作无穷大导体板 ,则极板间的电场强度大小和两极板 间相互的静电引力大小分别为 ( ) A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 0202答案 D 由题意知带电量为 = ,故 一个极板激发的电场的场强大小 E= = ,而平行板电容器两极板带等 量异种电荷 ,在极板间激发的电场等大同向 ,由电场叠加原理知 ,极板间的 电场强度大小为 2E= ;两极板间相互的静电引力 F=EQ= ,选项 D 正确。 考点三 电容器动态变化问题 (1)确定不变量 ,分析是电压不变还是所带电荷量不变。 )用决定式 C= 分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式 C= 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 10、 (4)用 E= 分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化。 (1)第一类动态变化 :两极板间电压 )第二类动态变化 :电容器所带电荷量 注意 在分析平行板电容器的动态变化时必须抓住两个关键点 :(1)确定 不变量 ;(2)恰当选择公式。 静电计 电容器充电后 ,两板间有电势差 U,但 因为两 板上的正、负电荷会立即中和掉 ),但可以用静电计去测量。 静电计是在验电器的基础上改造而成的 ,由相互绝缘的两部分构成 ,静电计 的两部分与电容器的两极板分别连接在一起 ,则电容器上的电势差就等于 静电计上所指示的电势差 , 典例 3 (2015新疆第一次检测 ,17)在如图所示的实验装置中 ,平行板电容器 的极板 极板 极板 由观察到的 静电计指计变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ( )。