电势差与电场强度的关系平行板电容器

电势差与电场强度的关系复习知识梳理：1）电势与电势能比较：电势电势能1反映电场能的性质的物理量荷在电场中某点时所具有的电势能2电场中某一点的电势的大小，只跟电场 本身有关，跟点电何无关电势能的大小是由点电荷q和该点电势 共同决定的3电势差却是指电场中两点间的电势之差， U=，取 =0 时，二AUABBA电势能差A&是指点电荷在电场中两点间 的电势能之差A = 二W,取 =0时，ABB =Ae4电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点 后，某点的电势高于零者，为正值.某点 的电势低于零者，为负值A正点荷（十q）：电势能的正负跟电势的正 负相同负电荷（一 q）：电势能的正负限电势的正 负相反5单位：伏特单位：焦耳6联系：二qd，w二A&二qA U2）电场强度与电势的对比电场强度E电势1描述电场的力的性质描述电场的能的性质2电场中某点的场强等于放在该点的正点 电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q 的比值E=F/q, E在数值上等于单位正 电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准 位置（零电势点）间的电势差， = /q， 在数值上等于单位正电荷所具有的电势 能3矢量标里4单位：N/C;V/mV (1V=1J/C)5联系：在匀强电场中UAB=Ed （d为A、B间沿电场线方向的距离）.电势沿着电场强度的方向降落2、公式E=U/d的理解与应用（1）公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知，电场强度的方向就是电势降低 最快的方向.公式E=U/d只适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向两点间的距离，或两点所在等势面的范 离（3）对非匀强电场，此公式也可用来定性分析，但非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值 时，那么E越大处，d越小，即等势面越密.八、电容器的电容一、电容、电容器、静电的防止和应用 电容器：是一种电子元件，构成：作用：容纳电荷；电路中起到隔直通交（高频）；充、放电 的概念。电容： 容纳电荷本领，是电容器的基本性质，与是否带电、带电多少无关。1. 定义：C= Q电容器所带的电量跟它的两极间的电势差的比值叫做电容器的电容.C=Q/U （比值 U定义）2说明： 电容器定了则电容是定值，跟电容器所带电量及板间电势差无关. 单位：法库/伏 法拉F, 口fpf进制为106 电容器所带电量是指一板上的电量 平行板电容器C-旦.为介电常数，常取1, S为板间正对面积，不可简单的理解为板4kKd的面积， d 为板间的距离 电容器被击穿相当于短路，而灯泡坏了相当于断路。 常用电容器： 可变电容、固定电容(纸介电容器与电解电容器) C=AQ/AU因为 U1=Q/C. U2=Q2/C.所以 C=AQ/AU 电容器两极板接入电路中，它两端的电压等于这部分电路两端电压，当电容变化时，电压不 变；电容器充电后断开电源，一般情况下电容变化，电容器所带电量不变二、平行板电容器问题的分析(两种情况分析) 两类动态问题分析比较(1)第一类动态变化：两级板间电压U恒定不变充电后与电 池两极相连电容器两极板 间的电压不变d变大_ U不变 C变小f Q变小U不变，d变 大，E变小S变大C变大U不变 U不变，d不Q变大变，E不变U不变，d不 变，E不变充电后与电 池两极断开电容器两极板电荷量保持不变S变大f Q不变 C变大f U变小U变小，d不 变，E变小J变大Q不变r C变大U变小U变小，d不 变，E变小d变大f Q不变 c变小f U变大U变大，d变 大，E不变q变大U不变rfC变大Q变大(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q恒定不变典型例题：例1：有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V,使它的电荷量减少3X10-4C，于是电容器两 极板间的电压降低到1/3，此电容器的电容量吓，电容器原来的带电荷量是C,若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是pF.例2：当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U,如果所带电荷量增大为2Q，则 ()A. 电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B. 电容器的电容减小为原来的1/2倍，两极板间电势差保持不变C. 电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D. 电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/2倍 例 3 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（）A. 将两极板的间距加大，电容将增大 B.将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小C. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 例 4 连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（ ）A. 电容器的电容C变大B.电容器极板的带电荷量Q变大C.电容器两极板间的电势差U变大 D.电容器两极板间的电场强度E变大例5如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质 量为m,带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（）A. 微粒带的是正电B. 电容两端电势差的大小等于mgd qC. 断开开关S,微粒将向下做加速运动D. 保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动例6如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d,分别与电源两极相连，两板的中央各有一小 孔M和N,今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直 线上），空气阻力忽略不计，到达 N 孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电 压不变，则（）A. 把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B. 把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C. 把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D. 把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落例7如图1710所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况:（1）保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；图 1 7 10（2）S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些. 讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况.例8.如图所示，两平行金属板始终接在电源上，当金属板水平放置时，其间有一个带电微粒恰 好能在P点静止平衡；现让两金属板均绕各自的水平中心轴线逆时针迅速地转过a角（到达图中 虚线位置），试判断 P 点的粒子是否还能保持平衡。若能，写出判断过程；若不能，求出此时粒 子的加速度大小和方向。课堂训练：1、如图1469所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为一10-2CE 14-69的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点 电势为一10V,贝9（）A. B点的电势为0VB.电场线方向从右向左C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1D.微粒的运动轨迹可能是轨迹22、 关于静电场的说法中正确的是（）A. 在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比B. 在匀强电场中，电势降低的方向就是场强的方向C. 电荷在等势面上移动时不受电场力D. 若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，而动能不一定增加3、电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试探电荷Q从直线外的P点分别移到M、N两点，电场力对Q做功相等，则（）A. 该电场若是匀强电场，则M、N连线一定与电场线平行B. 该电场若是匀强电场，则M、N连线一定与电场线垂直C. 该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势和场强都相同D. 该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势相等，电场强度不同4、如图168中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b，c两点间的距离等于d、e两点间的距离.在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U， 将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是（）A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU C.电场力做功大于qUD.电场力做功小于qU, q 1 1ti hi d e图 1685、如图14 66所示，A、B两点相距10cm，E=100V/m, AB与电场线方向夹角9=120，求 AB两点间的电势差.6、如图 1484 所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷 Q 为圆心的某一圆周交于 B、C 点，质量为m,带电量为一q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知qvvQ, AB=h,小球滑到 B点时速度大小为；3gh。求：（1）小球由A到B过程中电场力做的功.（2）A、C两点的电势差.7、为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力 F,如图 1611 所示.若 AB = 0.4 m, a=370, q=-3x10-7C, F=1.5x10-4N, A 点电势 A= 100 V（不计重力，sin 37=0.6, cos37 = 0.8）。1、在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、 B两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和AB间的电势差。2、求q在由A到B的过 程中电势能的变化量是多少？图 1 6 11