电势差与场强的关系

电势差与场强的关系 电容器 电容 一、学习      1．理解匀强电场中电势差与场强的关系式U = Ed，并会用它进行有关计算。      2．了解电容器的充电、放电现象，了解充电后的电容器具有电场能。   二、重点难点 1．电场电势差与场强的关系：U = Ed 。 （1）公式仅使用于匀强电场  （2）公式中的d必须是沿场强方向，如电场中两点间距L 不沿场强方向，计算电势差时，d的取值必须为L    沿场强方向的投影。 2．电容器、电容 （1）电容器：两块互相靠近又彼此绝缘的导体组成电容器。 （2）电容器的充放电：     充电：使电容器带电过程称为充电，充电后两极板带有等量异种电荷。     放电：使充电后的电容器失去电荷的过程叫放电。     电容器的带电量：一个极板所带电量的绝对值。    （2）电容器充、放电而引起中电流的判断：电容器充、放电时会在电路中形成随时间变化的充电   和放电电流。充电时，电流从电源正极流向电容器正极板，从电容器负极板流向电源负极；放电时，电   流从电容器正极板通过电路流向负极板。 （3）带电粒子在平行金属板电容器内的运动和平衡的方法：先进行受力分析和运动状态分析，再结合   平衡条件和牛顿定律、功能观点进行列式讨论。 三、例题分析 （1）图1中平行金属板A、B内部有匀强电场，A、B间电压为600V，A板带正电接地，A、B两板间距12cm，C点离A板4cm。求： 　　① C点的电势； 　　② 若将一电子从场外移到C点，电场力做多少功？做什么功？ （2）平行金属板M和N间有匀强电场（图2），场中A点离M板1cm，另一点B离A 点4cm，BA连线与M 夹角为α= 30°，已知A、B间电势差是40V ，则此电场的场强E =      ；若将M板接地，B点电势 =        。 （3）有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两极间电压 降为原来的1/3，此电容器的电容是       ，电容器原来的带电荷量是        C，若电容器极板上的 电荷量全部放掉，电容器的电容是             μF。 参考： 　　 第二阶梯 （1）图3中两块平行金属板A、B间相距3cm，所接电源的电动势为60V，板间形成匀强电场，若将B板接地,   则板间离B板2cm处的一点C处的电势多大？A板接地时，C处电势变为多少？ （2）在图4装置中，平行板电容器的极板A与静电计相接，极板B接地，若B板稍向上移动一点，由观察到的   静电计指针变化作出电容器变小的结论依据是： [   ]     A．两极板间电压不变，极板上的电荷量变小；     B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大；     C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小；     D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大。 （3）两个耐压值为6V的电容器，它们的电容分别为10 和30 ，它们最多能储存的电量各是多少？ 答案： （1）       40V ， －20V ；（2）   D   （3）       6×10－5C ， 1.8×10－4C 。 第三阶梯 （1）图5中画出了一个电场中一族互相平行等距的等势面，并标出各等势面的值。电场中A、B两点所处位   置如图所示，它们之间的距离为5cm，两点连线与等势面夹角为37°，一个电荷量为3×10－8C的电荷正   好平衡在此电场中，则此电荷重为多少？ （3）如图7所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个小带电体P正好处于受力平衡状态，问： A组  （1）有两块相距10cm的平行金属板，两板间的电压为9000V，求两板间的电场强度，若在两板正中间有一   粒带有-1.6×10-7C电荷量的尘埃，求此尘埃受的电场力。 （2）在一个匀强电场中，将一电荷量为 的正电荷从A点移到B点时，电场力做正功0.01J，A、B两   点的连线长0.2m，与电场方向夹角为60°，求：（1）A、B两点间的电势差；（2）此电场的电场强度 （3）根据电容的定义式： 可知： [    ]   A．电容器的电容越大，则电容器所带电量就越多；   B．电容器两极板之间电势差越大，电容越小；   C．电容器的电容与其带电量成正比，与两极板之间的电势差成反比；   D．电容器的电容不随带电量及两极板间电势差的变化而变化。 （4）有一只电容器的规格是“10μF，400V”，那么： [   ]   A． 这只电容器加上400V电压时，它的电容才是10μF；   B． 这只电容器加上400V电压时，它带的电荷量为4×10-3C；   C． 这只电容器的电容总是10μF；   D． 这只电容器带的电荷量总是4×10-3C。 （5）有一个电容器原来已带电，如果使它的电量增加4×10-8C，两导体间的电压就增加20V，这个电容器   的电容为    F 。　 答案:（1）      9×104V/m ，1.44×10－2N ； （2）3×102，3×103V/m ；（3）D ；（4）BC；        （5） 2×10－9  。 B组 1．如图8所示，合上开关S后，适当拉开电容器A、B板间的距离，则：(   )   A．电容器电容减小；   B．电容器带的电荷量不变；   C．电容器的电势差减小；   D．电容器内部场强减小。 2．在研究电容器的电容与哪些因素有关的实验中，接成图9的电路。电容器带电时，静电计指针张开一个   角度θ。当将一块电介质插入电容器时，出现的实验现象将是： (    )     A．角度θ将保持不变；   B． 角度θ将增大；   C． 角度θ将变小；    D．角度θ先增大再变小。 3．电容器两极板是两个面积为0.4m2的薄金属片，用浸过石蜡的厚度是0.08mm的纸（ε＝2.2）把它们隔   开，当两极板间的电势差改变175V时，此电容器的电荷量变化了多少? 　　 5．在平行于匀强电场方向的平面内有边长为4cm的正三角形abc，已知场强方向由a→b，场强大小为     1.2×105V／m。当场强大小发生变化时，c点电势不变而a点电势升高1.2×103V。此时，电荷量为   2×10－9C的正电荷从c移到a时电场力做功多大？做什么功？场强大小变为多少？ 6．一个匀强电场的场强为1×104V／m。在平行于电场的平面上画半径为10cm的圆，圆周上取三点A、B、C   （图10）。试问：（1）A、B间的电势差为多大？（2）B点电势取作零时，C点的电势为多大？（3）将一   个电子从B点沿圆弧移到C点处时电场力做多少功？这个功是正功还是负功? 7．一根长5cm的绝缘杆，其两端分别带有等量异号的点电荷，电荷量的值是1×10－4C，处在场强   E＝200V／m的匀强电场中，杆与E的方向夹角θ＝60°，如图11所示。要使杆绕其中心点   在纸面内顺时针转到电场的方向上，电场力做多少功？在这过程中电荷系统的电势能如   何变化? 　 答案: 1．A、D ；  2．C；  3．1.7×10－5C ；  4．5.1×103V/m ；  5．7.2×10－6J ，负功 ， 1.8×105V/m； 6．①103V ，②－600V ，③600eV，负功 ；7．5×10