静电感应、电容器与电容
静电学知识点总结
静电学知识点总结一、静电学基本概念1. 静电荷静电荷是指物体带上的电荷，可以是正电荷也可以是负电荷。
当物体带有正电荷时，说明物体失去了电子，而当物体带有负电荷时，说明物体获得了额外的电子。
根据库仑定律，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
静电荷的大小用库仑为单位来表示。
2. 静电场静电场是指存在静电荷时，在其周围形成的空间中存在的电场。
静电场会对带电体产生作用力，力的大小与电荷量成正比，与距离的平方成反比。
3. 电场力带电体在电场中会受到电场力的作用，电场力的大小与电荷量以及电场的强度有关，符合库仑定律。
电场力方向与电荷的种类以及电场的方向有关。
4. 电场能电场能是指带电体在电场中具有的能量状态。
带电体在电场中会受到电场力的作用，因此具有电场能，而带电体间的电场能可以相互转化为动能或者其他形式的能量。
5. 电场功当带电体在电场中运动时，电场对带电体所做的功称为电场功。
电场功可以改变带电体的动能和电场能。
二、静电学原理1. 库仑定律库仑定律表明了两个静电荷之间的相互作用力的大小与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
库仑定律是描述静电力的基本定律，也是静电学研究的基础。
2. 电场强度电场强度是描述电场的物理量，表示单位正电荷在电场中受到的力。
电场强度方向与正电荷的运动方向相同，与负电荷的运动方向相反，与电场线方向垂直。
3. 高斯定律高斯定律描述了电场在封闭曲面上的总通量与该封闭曲面内的电荷量的比例关系。
可以用来计算电场的强度以及电荷的分布情况。
4. 静电平衡静电平衡发生在没有电流流动的情况下，静电荷在静电场中达到平衡状态。
在静电平衡状态下，静电荷的总量在空间内保持不变，电场强度也保持不变。
5. 电容和电容器电容是描述电路中储存电荷和电场能的能力，通常用单位法拉来表示。
电容器是利用两个导体之间的电场存储电荷和电场能的装置，可以分为平行板电容器、球形电容器等不同类型。
6. 静电感应静电感应是指在电场的作用下，物体中的自由电子受到推动而发生运动，产生局部电荷分布的现象。
初中物理静电学知识点归纳
初中物理静电学知识点归纳静电学是物理学的一个分支，研究的是静电现象和静电力。
在初中物理学中，我们也学习了一些与静电相关的知识。
本文将归纳整理初中物理中的静电学知识点，以帮助大家更好地理解和应用这些知识。
1. 静电的产生静电的产生是指物体在摩擦、接触或分离过程中，电荷的转移或重新分布现象。
常见的静电产生方式有摩擦电、接触电和电感应。
2. 电荷与物质电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。
电荷之间存在着吸引和排斥的相互作用。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3. 静电场静电荷周围形成静电场，静电场是指电荷作用在周围空间中，产生的电场力。
静电场是无形的，但可以通过场力线来描述。
场力线从正电荷出发，指向负电荷，线的密度表示场强大小。
4. 静电的传导与绝缘导体是电荷可以自由移动的物质，当导体与带电物体接触时，电荷会传导到导体上，使导体具有相同的电荷性质。
绝缘体是电荷不能自由移动的物质，无法导电。
5. 静电平衡静电平衡是指物体上的电荷分布达到稳定状态，不再发生电荷的转移。
静电平衡时，物体表面的电荷主要集中在表面，呈现出均匀分布的状态。
6. 电场的作用电场对其他带电物体或导体上的电荷有引力或斥力作用。
当被测的物体在电场中受到的力等于物体本身的重力时，该物体处于平衡状态，可以利用这一点来测量电场的强度。
7. 电容器电容器是由两个导体板和介质组成的装置。
当电容器带电时，两个导体板上的电荷量相等，但电荷符号相反。
常见的电容器有平行板电容器和球形电容器。
8. 静电感应静电感应是指受到外界带电物体的影响而发生电荷重新分布现象，导体上的电荷会被吸引或排斥。
利用静电感应，可以实现电荷的分离和静电的收集。
9. 静电的应用静电在生活中有许多应用。
例如，静电喷涂利用静电吸附的原理，将液体喷射成细小粒子，使其附着在物体表面；静电除尘器利用静电力将空气中的细小粒子吸附并去除。
10. 静电的危害虽然静电有一定的应用价值，但在某些情况下也会带来危害。
第九章-1导体的静电感应讲解
主要问题
1、静电场中导体的特点 2、电容 电容器概念与电容的计算方法 3、静电场中的电介质 4、静电场能量的表述 5、关于静电的一些应用
重点内容
1、静电场中导体的特点 2、电容的计算方法 3、极化强度矢量、位移矢量和介质中的高斯定理 4、静电场的能量密度和能流密度概念以及静电场 能量的计算方法
q
q
d 0
设 A 、B 分别带电 q 、 q E A 、B 间场强分布 E 0 计算两极板的电势差 A d B B
qd V A VB E dl Ed 0S A 0 S q 由定义 C V V d A B
例: 面积为1m2，d=1mm的平 板电容器电容约为：8.85μF。
等势体
等势面
a
b
Q
二.静电平衡时导体上的电荷分布
1.导体内无净电荷（ 0 ），电荷只分布于导体表面.
1）实心导体（即只有外表面的导体）
高斯面 S
s
s
1 E 内 dS
0
q
内
1
0
dV
静电平衡条件
0
E内 0
净电荷只分布于外表面.
达到静电平衡后
1．导体的静电平衡条件
静电平衡：导体上的电荷不再移动。 （1）静电平衡时的电场强度条件
+ E＝0
+ + + +
E
①达到静电平衡时，导体内部的场强处处为零; 如果到体内的电场强度不为零，导体内的电子将 反证法： 受到电场力的作用而移动，不是静电平衡状态。 ②达到静电平衡时，导体表面的场强处处与表面垂直。
静电现象电容器ppt课件.pptx
2、长为l的导体棒原来不带电，现将 一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒 左端R处，如图所示．当棒达到静电 平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点 处产生的电场 强度大小等于 ________，方向 ________.
+q
O
R
L
3、如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的 金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两 球之间，则下列叙述正确的是( ) A.C棒的电势一定高于D棒的电势 B.若用导线将C棒的x端与D端的y端连接起来 的瞬间，将有从y流向x的电子流 C.若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大 地
2、 一个不带电的空心金属球，在它的球心处 放一个正电荷，其电场的分布是下图中的（ ）
B
思考：上题中，若将 金属球的外壳接地， 则其电场的分布是
（ D）
尖端放电
尖端放电的原理
电离:
导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强， 会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这 种现象叫电离。
CQ
U
S U C
S U C
CS
3.电容与电介质的关系：
介质
CQ U
U C
C r
四、平行板电容器的电容
1、平行板电容器的电容决定式：
CS C 1
d
C r
介电常数 真空εr=1
两板正对面积
C rS 4kd
静电力常量 两板间距离
说明：平行板电容器内的电场是匀强电 场
1、如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分 别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为 3 cm，电容器带电荷量为6×10 –8 C，A极板接 地（电势为零）。求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）距B板为2 cm的C点处的电势
静电放电电路 -回复
静电放电电路-回复静电放电电路是一种常见的电路设计，用于控制和释放静电能量，以防止设备或者电子元件受到静电损害。
在本文中，我们将一步一步地介绍静电放电电路的原理、组成部分、工作原理以及实际应用。
一、静电放电电路的原理静电放电电路的原理是基于静电的产生和释放。
静电是指电荷在物体表面积聚而产生的一种现象。
当物体表面电荷积聚到一定程度时，静电就会产生，当电荷得不到及时释放，则会造成静电放电。
静电放电可以引发火花、电击以及设备损坏等危险，因此需要通过静电放电电路来控制和释放静电能量，以保护设备和人员的安全。
二、静电放电电路的组成部分静电放电电路通常由以下几个主要组成部分组成：1. 静电感应电极：用于感应和收集周围的静电能量，并将其导入电路中。
静电感应电极通常由导电材料制成，如金属或者导电塑料。
2. 静电电容器：用于储存和释放静电能量。
静电电容器的选择取决于电路的需要，通常以电容量和额定电压为基准。
3. 静电放电电阻：用于限制静电能量的释放速度，避免过大的放电电流对设备造成损坏。
静电放电电阻的阻值通常根据电路的需求和静电放电速度确定。
4. 静电放电开关：用于控制静电放电电路的开关状态。
静电放电开关通常是电子开关，能够快速响应并关闭电路，以防止静电释放。
三、静电放电电路的工作原理静电放电电路的工作原理可以简述如下：1. 当静电感应电极感应到周围的静电能量时，会产生电压和电荷。
2. 静电感应电极将感应到的静电能量导入静电电容器。
3. 当静电电容器电荷达到一定程度时，静电放电开关会检测到电容器的电荷状态。
4. 当静电放电开关检测到静电电容器电荷达到指定阈值时，开关会打开，启动静电放电电路。
5. 静电电容器通过静电放电电路释放静电能量，将其导入静电放电电阻。
6. 静电放电电阻限制静电能量的释放速度，防止过大的放电电流引发危险。
7. 静电放电电路工作完成后，静电放电开关会关闭，电路恢复到初始状态。
四、静电放电电路的实际应用静电放电电路在许多领域中有着广泛的应用，下面列举几个典型的应用场景：1. 电子设备保护：在电子设备制造和使用过程中，静电放电是一个常见的问题。
静电平衡及电容器1
考点 平行板电容器的动态分析
1．两个公式的比较
[重点理解]
公式
C＝UQC＝ΔΔQU
C＝4επrkSd
公式
决定式，适用于平行板电
定义式，适用于一切电容器
特点
容器
意义 对某电容器 Q∝U，但QU＝C C∝εr，C∝S，C∝1d，反 不变，反映容纳电荷的本领 映了影响电容大小的因素
2.平行板电容器的动态分析思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)根据决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化． (3)根据定义式 C＝UQ分析电容器所带电荷量或两极板间电压的 变化． (4)根据 E＝Ud分析电容器极板间场强的变化．
－
＋
－
＋
－ －
E′
＋ ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－E合=0 ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
3、处于静电平衡状态导体的特点：
（1）导体内部的场强处处为零——静电平衡条件 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面
W UABq (A B)q 0 所以一点场强
典例1
典例2
双基夯实练习3
双基夯实练习4
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应
把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力 作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
A
D
E0
B
C
2.静电平衡状态
-
-
--
-
E0
-
-
1、导体中自由电荷 在电场力作用下将发 生定向移动.
高二物理电容器与静电问题的归纳
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电容器与静电问题的归纳粤教版一. 本周教学内容：电容器与静电问题的归纳二. 学习目标：1、掌握平行板电容器两类典型问题的求解方法。
2、电容器问题与能量的结合问题的分析思路。
3、静电平衡问题的典型问题分析。
三. 重难点解析：1、电容器——容纳电荷的容器（1）基本结构：由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。
（2）带电特点：两板电荷等量异号，分布在两板相对的内侧。
（3）板间电场：板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），场强大小E=U/d，方向始终垂直板面。
充电与放电：使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电。
充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。
由于正、负两极板间有电势差，所以电源需要克服电场力做功，正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中，放电时，这部分能量又释放出来。
电容器所带电量：电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
击穿电压与额定电压：加在电容器两极上的电压如果超过某一极限，电介质将被击穿而损坏电容器，这个极限电压叫击穿电压；电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压，它比击穿电压要低。
2、电容（1）物理意义：表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。
（2）定义：使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。
电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多，电容器的电容越大；反之则越小。
定义式：UQC∆∆=式中C表示电容器的电容，△U表示两板间增加的电势差，△Q表示当两板间电势差增加△U时电容器所增加的电量。
电容器的电容还可这样定义：UQC=，Q表示电容器的带电量，U表示带电量为Q时两板间的电势差。
电容的单位是F，应用中还有μF和pF，1F=pF10F10126=μ。
注意：电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量，完全由电容器本身属性决定，跟电容器是否带电，带电量多少以及两板电势差的大小无关。
（3）电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。
静电现象
如图所示，A、B两点电荷带电量分别为＋Q、－Q， 和C金属球的球心构成一个等边三角形，边长为L。求 C球的感应电荷在球心处产生的感应场强E感。
C
A
B
[2013· 江苏卷]将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属 球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电 势处处相等．a、b为电场中的两点，则( ABD ) A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大 D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负 功
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电 解析
图3 验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷,金属箔片
之所以张开,是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的.当验电器 金属箔片的张角减小时,说明箔片上的正电荷一定比原来减少
了,由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B
发生接触,要考虑感应起电的影响.当金属球A靠近时,验电器的
2.电容
(1)定义:电容器所带的 电荷量Q 与电容器两极板间的电势
差U的比值. (2)定义式: C Q (3)物理意义:表示电容器容纳电荷 本领大小的物理量. (4)单位:法拉(F)
U
1 F=106 μ F=102 pF
3.平行板电容器 (1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介
响.如果把金属罩接地 还可以使罩内的带电体对外界不发生
影响.
1.静电平衡的实质 将不带电的金属导体放入场强为E0的静电场中,导体内自由电 子便受到与场强E0方向相反的电场力作用,除了做无规则热运
动外,自由电子还要受电场力,并向电场E0的反方向做定向移
动(图1甲所示),并在导体的一个侧面集结,使该侧面出现负电 荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷(如图1乙所 示),等量异种电荷形成一附加电场E′.当附加电场与外电场 的合场强为零时,即E′的大小等于E0的大小而方向相反时(如 图1丙所示),自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电 平衡状态.
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【本讲教育信息】
一、教学内容
电容和电容器
本讲主要讲解电容、电容器的相关内容。
二、考点点拨
电容、电容器的分析与计算主要是和带电粒子在电场中的运动，稳恒电路综合在一起考查，高考中在选择题和计算题都有出现。
三、跨越障碍 （一）静电感应
1、静电感应：把导体放在外电场E 中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两端出现等量的异种电荷（近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷），这种现象叫静电感应。
2、静电平衡：发生静电感应的导体两端感应出的等量异种电荷形成一附加电场E '，当感应电荷的电场与外电场大小相等，即E =E '时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
3、静电屏蔽
（1）导体空腔（不论是否接地）内部的电场不受腔外电荷的影响。
（2）接地的导体空腔（或丝网）外部电场不受腔内电荷的影响。
例1：如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电q 的小球A 从小孔中放入球壳内，但不与B 发生接触，达到静电平衡后，则
A. B 带负电
B. B 的空腔内电场强度为零
C. B 的内表面电场强度为2
/r kq E = （r 为球壳内半径）
D. 在B 的外面把一带负电的小球向B 移时，B 内表面电场强度变小
解析：把金属壳接地时，金属壳B 和地球就可看成一个大导体。
相对小球A 来说，B 的内表面是近端，地球另一侧是远端，因此B 的内表面被A 感应而带负电（即B 带负电），地球另一侧带正电，所以A 选项正确；因为金属壳B 的内表面带负电，电场线由A 指向内表面，所以B 选项不正确；因为B 的内表面的电场强度等于A 球和B 内表面的负电荷形成
的电场的叠加，可知B 的内表面场强2/r kq E >，所以C 项错；由于静电屏蔽的作用，当把一带负电的小球移向B 时，B 的内表面电场强度不变，故选A 。
答案：A
（二）电容器、电容
1、两个彼此绝缘又相互靠得很近的导体就是一个电容器。
电容器是一种容纳电荷的重要电学元件。
电容器的工作状态——充电和放电。
充电就是使电容器带电的过程，电流流向正极板；
例3：如图所示的电路中，电容器的N 板接地，在其两板间的P 点固定一个带负电的点电荷，分析以下过程后。
电容器的电荷量Q 、两极间的电压U 、两极间的场强E ，P 点的电势ϕ、负电荷在P 点的电势能p E 各如何变化？
（1）S 接通后再将M 板上移一小段距离。
（2）S 接通后再断开，再将N 板上移一小段距离。
解析：（1）S接通时，U不变；M板上移，d增大，E减小，c减小，Q减小；ϕ减E增大
小；
p
）静电计是用来测电势差的仪器，要测量的两点需与小球
相连。
静电计外壳接地（可认为和
板带电荷量是不变的，B板向下移动，c变小，
U
指针张开一定角度。
以下说法中正确的是
A. B板向上移，静电计张角减小
B. B板向左移，静电计张角减小
C. 板间插入玻璃板，静电计张角减小
D. 使A板放走部分电荷，静电计张角减小
解析：两板电量不变，B 板上移，S 减小，电容c 变小，由c
Q
U =得到板间电压U 变大；B 板左移，d 增大，电容c 变小，U 变大；板间插入玻璃板，ε增大，c 变大，U 变小；使A 板放走部分电荷，Q 变小，c 不变，U 变小。
答案：CD
例6：如图所示，把一个平行板电容器接在电压U =10V 的电源上，现进行下列四步操作：（1）合上S ；（2）在两板中间插入厚为d
的金属板；（3）打开S ；（4）抽出金属板。
则此
C. 5V 设未插入金属板时，平行板电容器电容为0c ，所以插入金属板后电容器电容
【模拟试题】（答题时间：60分钟）
1、下列关于电容器的说法正确的是
A. 电容器的电容越大，带的电荷量越多
B. 对一个电容器充电时，只要电路不断开，电容器的带电量就会不断增加
C. 根据U
Q
c =可知，电容器的电容跟电容器的带电量成正比，跟它两极间的电压成反比
D. 在击穿电压以下，无论电容器带电量如何，它所带的电量与电压的比值是不变的 B. 1E <2E
D. 1E 和2E 均小于未拉开前的场强、一平板电容器通过开关和电源相连，如图所示，电源的电动势保持
C. 4.5V 如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，
A. 0.02C
B. 0.08C
C. 0.16C
D. 0.20C 6、如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与一灵敏的静电计相接，极板B 接地，若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论
的依据是
A. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大
B. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量减小
C. 极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大
点的电势能，将正极板移到图中虚线所示的位置，则
B. E不变、ϕ升高
D. ϕ升高、E
、平行板电容器的两板水平放置，相距为d，并使上、下板分别与电源的正负极相连
识别。
那么每次敲打按键时，按键移动距离至少为多少才能被计算机识别？
、如图所示，水平放置的两平行金属板A、B
板接地且中央有孔，现将带电荷量为+q、质量为
上方h处无初速度地滴下，落向B板的电荷全部传给B板，问：
（1）第几滴液滴在A、B间做匀速直线运动？
（2）能够到达B板的液滴不会超过多少滴？
【试题答案】
1、答案：D 解析：由电容器的电容是由本身的因素决定的，与带电量和电压均无关而电容器的带电量与电容和电压均成正比。
2、答案：ACD
3、答案：B
解析：由d
U
E =
得：第一种情况U 不变，d 增大，则1E 减小。
第二种情况Q 不变，d
d d
Q Q ∆+将C Q 14
10
5.1-⨯=，cm d C Q 1,10114=⨯=∆-代入得cm d 4.0=∆ 10、答案：（1） 1gcd 2+=q m n （2） 2
)
(q d h m gc x += 解析 （1）设第n 滴液滴在A 、B 间做匀速直线运动，此时，板上电荷量为q n Q )1(-=，板上电压c
q
n c Q U )1(-==
板间电场强度cd
q n d U E )1(-==
① 由平衡条件得mg Eq = ②
由①②得 1gcd
2
+=q
m n （2）设能够到达B 板的液滴不会超过x 滴，且第1+x 滴到B 板速度恰为零然后返回 极板上最大电荷量xq Q =' ③
xq Q '。