第27讲 电势能、电势和电势差
第28讲 电容器
知识点总结
第27讲 电势能、电势和电势差
1、电势差:
电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷电量q的比值
说明:
(1)定义式中,为q从初位置A移动到末位置B可为正值,也可为负值,q为电荷所带的电量,正电荷取正值,负电荷取负值。可为正值,也可为负值,q为电荷所带的电量,正电荷取正值,负电荷取负值。电场力做的功,
(2)电场中两点的电势差,由这两点本身的初、末位置决定。与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值,不能认为
与成正比,与q成反比。只是可以利用、q来计算A、B两点电势差。(3)公式W=qU适用于任何电场。
2、电势:
在电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差;也等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功,电势记作,电势是相对的,某点的电势与零电势点的选取有关,沿电场线的方向,电势逐点降低。
说 明:
(1)电势的相对性。
(2)电势是标量。电势是只有大小、没有方向的物理量,电势的正负表示该点的电势高于和低于零电势。
(3)电势与电势差的比较
电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量,与检验电荷无关;电势与电势差都是标量,数值都有正负,单位相同, UAB=A-B。某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关。
3、电场力做功与电势能变化的关系。
(1)电场力做功的特点
在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的起止位置有关,与电荷经过的路径无关,这一点与重力做功相同。
(2)电势能ε:
电荷在电场中具有的势能叫做电势能,电势能属于电荷和电场系统所有。
(3)电场力做功与电势能变化的关系
电场力的功与电势能的数量关系 WAB=εA-εB=△ε。
电场力做正功时,电荷的电势能减小;电场力做负功时,电荷的电势能增加,电场力做了多少功,电荷的电势能就变化多少,即△ε=WAB=qUAB。
4、等势面的概念及特点
(1)等势面:
电场中电势相同的各点构成的曲面叫做等势面。
(2)等势面的特点:
①电场线与等势面处处垂直,且总是由电势高的等势面指向电势低的等势面;
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功;
③处于静电平衡的导体是一个等势体,导体表面是一个等势面;
④导体表面的电场线与导体表面处处垂直。
(3)熟悉匀强电场、点电荷的电场、等量异种电荷的电场、等量同种点电荷的电场的等势面的分布情况。
①点电荷电场中的等势面,是以电荷为球心的一簇球面;
②等量同种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面
③等量异种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面;
④匀强电场中的等势面,是垂直于电场线的一簇平面.
三、易错点梳理
(一)电势与电势能比较
(二)、电势与电场强度的关系电势与电场强度的关系
第28讲 电容器
1.电容器
⑴任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器.
⑵把电容器的两个极板分别与电池的两极相连,两个极板就会带上等量异种电荷.这一过程叫 .其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量;用导线把电容器的两板接通,两板上的电荷将发生中和,电容器不再带电,这一过程叫做放电.
2.电容
⑴电容器所带的电量Q跟两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容,用符号C表示.
⑵定义式:
,若极板上的电量增加ΔQ时板间电压增加ΔU,则C=⑶单位:法拉,符号:F,与其它单位的换算关系为:1F=106mF=1012pF
⑷意义:电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量,在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V所增加的电量.
3.平行板电容器
⑴一般说来,构成电容器的两个导体的正对面积S越大 ,距离d越小,这个电容器的电容就越大;两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容.
⑵表达式:板间为真空时:
插入介质后电容变大er倍:C=
,k为静电力常数,er称为相对(真空)介电常数.说明:
是电容的定义式,它在任何情况下都成立,式中C与Q、U无关,而由电容器自身结构决定.而是电容的决定式,它只适用于平行板电容器,它反映了电容与其自身结构S、d、er的关系.
4.静电平衡状态下的导体
⑴处于静电平衡下的导体,内部合场强处处为零.
⑵处于静电平衡下的导体,表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直.
⑶处于静电平衡下的导体是个等势体,它的表面是个等势面.
⑷静电平衡时导体内部没有电荷,电荷只分布于导体的外表面.
导体表面,越尖的位置,电荷密度越大,凹陷部分几乎没有电荷.
5.尖端放电
导体尖端的电荷密度很大,附近电场很强,能使周围气体分子电离,与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端,与尖端电荷中和,这相当于使导体尖端失去电荷,这一现象叫尖端放电.如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象,避雷针做成蒲公花形状,高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电.
6.静电屏蔽
处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的合场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相连等都是静电屏蔽在生活中的应用.
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