平行板电容器的静电能一个平行板电容器,带电量为Q,当把一个电介质插入平行板电容器中时,极板上的自由电荷Q是否发生变化?计

cdbb2022-10-04 11:39:541条回答

平行板电容器的静电能
一个平行板电容器,带电量为Q,当把一个电介质插入平行板电容器中时,极板上的自由电荷Q是否发生变化?
计算插入电介质后的静电能的时候用公式
We=(1/2)*(Q^2)/C ,与插入电介质前相比,是否静电能计算公式里变化的只是电容C?
电介质的极化能 该怎么计算?

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1, 导体和电介质的静电特性;
2,导体和电介质内外的电场分布图像;
3,静电场的能量.
1,按导电能力划分,大致可将物体分为两类:
导体:导电能力极强的物体
绝缘体或电介质:导电能力极弱或者不导电的物体
2,金属导体的电结构特点:具有大量的自由电子.当导体不带电,也不受外电场的作用时,导体内的大量自由电子和晶体格点阵的正电荷相互中和,导体呈电中性状态.
§9-1 静电场中的导体(Conductors in Electrostatic Field)
静电感应现象:在导体内部存在电场时,自由电子受电场力作用作定向运动,从而引起导体内部正负电荷的的重新分布,结果使导体一端带正电荷,一端带负电荷.这就是静电感应,分布在导体上的电荷便是感应电荷.
1.导体的静电平衡状态 (electrostaticequilibrium):
指导体内部和表面都没有电荷作宏观的定向运动的状态.
(E :感应电荷q 产生的电场)
2. 静电平衡条件(electrostatic equilibrium condition) :
导体内部电场强度处处为零
这也是静电平衡问题的出发点
3,导体静电平衡时的特点
场强特点:
电势特点:导体是等势体;导体表面是等势面.
电荷分布特点:电荷只分布在导体表面上,导体表面附近的场强 与该表面的电荷面密度成正比,方向垂直于表面:
对孤立导体,表面各处的面电荷密度和该处表面的曲率有关.一般而言,曲率大处,面电荷密度大.
这一结论对孤立导体和处于外电场中的任意导体均适用
§9-2 空腔导体内外的静电场
导体空腔内无带电体
不论导体空腔是自身带电还是处在外电场中,在静电平衡条件下,腔的内表面上处处没有电荷,电荷只能分布在腔的外表面上,腔内空间各点的电场强度处处为零.
空腔导体外面的空间总有电场存在,电场分布由腔外表面的电荷分布和其它带电体的分布共同决定.
P
O
总之,对导体空腔内无带电体
当导体处在外电场中时,空腔导体外的带电体,只会影响空腔导体外表面上的电荷分布,并改变空腔导体外的电场分布.
这些电荷重新分布的结果,最终是使导体内部及空腔内部的场强为零.
P
Q
O
导体空腔内有带电体
导体空腔内的空间有带电体时,设电量为q,在静电平衡条件下,腔的内,外表面上分别出现电荷量为-q和q的感应电荷.若导体空腔原来带电量为q0,则腔外表面上的带电量为q0+q.腔内空间场强值由腔内带电体和腔内表面上的电荷分布决定,与腔外表面及腔外其它带电体的电荷分布无关.
腔外空间的电场由腔内带电体和外加电场在外表面产生的感应电荷共同确定.
P
q
Q
O
§9-2 空腔导体内外的静电场
导体空腔内的电场
导体空腔内的空间无带电体时,不论腔外是否有带电体(附加电场),在静电平衡条件下,腔的内表面上处处没有电荷,电荷只能分布在腔的外表面上,腔内空间各点的电场强度处处为零.
P
Q
导体空腔内的空间有带电体时,设电量为q,在静电平衡条件下,腔的内,外表面上分别出现电荷量为-q和q的感应电荷.若导体空腔原来带电量为q0,则腔外表面上的带电量为q0+q.腔内空间场强值由腔内带电体的电荷量,位置和腔内表面的形状决定.
P
q
Q
导体空腔外的电场
当腔外无附加电场时,腔内带电体将在腔外表面感应出与带电体等量同号电荷,这些感应电荷在腔外空间激发电场.
当腔外有附加电场时,(1)腔内无电荷,受附加电场影响,腔外表面产生感应电荷,腔外附加电场会重新分布.(2)腔内有电荷,腔外表面上的电荷由腔内带电体和腔外附加电场产生的两种感应电荷共同确定,它们共同在腔外空间激发电场.
总之,只要有附加电场存在,无论腔内有无带电体,腔外表面上的感应电荷都会影响该附加电场的分布.
静电屏蔽(Electrostatic Shielding)
在静电平衡条件下:
空腔导体外面的带电体不会影响空腔内部的电场分布,即空腔导体可保护腔内空间的电场不受腔外带电体的影响;
接地空腔导体,空腔内的带电体对腔外的物体不会产生影响.即接地空腔导体可保护腔外空间的电场不受腔内带电体的影响,
以上两种现象称为静电屏蔽.
静电屏蔽的讨论
静电屏蔽的物理实质使导体在电场作用下,导体中的自由电子重新分布,使导体上出现感应电荷,而感应电荷产生的场与其他源电荷产生的场在一特定区域内合场强为零,从而使处在该区域内的物体不受电场作用.
导体的静电屏蔽作用是自然界存在两类电荷与导体中存在大量自由电子的结果.
从静电屏蔽的最后结果看,因为导体内部场强为零,电场线都终止在导体表面上,犹如电场线不能穿透金属导体,但这里的电场线代表所有电荷共同产生的电场.
§9-3 电容器(capacitor)的电容(capacity)
孤立导体的电容
孤立导体的电容定义为:导体带电量与导体电势的比:
物理意义:使导体升高单位电势所需的电荷量.
1,电容是导体的客观性质,电容反映了该导体在给定电势的条件下储存电量能力的大小,C 越大,说明在相同的电势下储存的电量越多.
2,电容仅由导体的形状,大小和周围电介质决定,与导体是否带电及带电多少无关.
国际单位:法拉(F=C/V) 1F=106 F=1012pF
电容的单位
国际单位:F法拉(1F=1C/V)
F是一个很大的单位,电容为1F的孤立导体球的半径约为9×109m.地球的半径为6.4 × 106m,把地球看作是球形导体时,电容为:
通常取微法( F ),皮法(pF)作为电容的单位
1F=106 F=1012pF
非孤立导体的电容
此时带电导体的电势不仅与自己所带的电荷有关,且与周围导体的形状,位置及其带电状况带电体都有关系.即非孤立导体的电势与其电荷量不成正比.
采用静电屏蔽的原理来消除其他导体的影响
(参见P95例题9-2)球A在球B的影响下电势发生了变化,但两球的电势差恒保持不变
因此 ,
即导体A,B之间的电势差仅与导体A的电量成正比,与导体B周围的其他带电体或导体无关.
电容器的电容
导体A和导体B之间的电势差仅与导体A的电量成正比,与导体B周围的其他带电体或导体无关,将这种由导体A和导体B构成的一对导体系称为电容器.两个导体分别称为极板,两极板上分别带等量异号的电荷.
电容器的电容定义为:
C取决于两极板的大小,形状,相对位置和极板间电介质的电容率.
电容的大小反映了当电容器两极板间存在一定电势差时,极板上贮存电量的多少.
常见的真空电容器:平行板电容器,球形电容器,圆柱形电容器.
1,平行板电容器
d
A
B
S
由两块平行放置的金属板组成,极板面积S足够大,板间距离d足够小,即:
忽略边缘效应后,两板间的场强,电势差分别为:
故平行板电容器的电容为:
2,球形电容器
由两个同心金属球壳组成.在两球壳之间,具有球心对称的电场分布,其中P点的场强为
两球壳间的电势差为:
A
B
RA
RB
P
球形电容器的电容为:
3,圆柱形电容器
由两个同轴金属圆柱筒组成.在两圆柱面之间电场具有轴对称性,其中P点的场强为
两圆柱面之间的电势差为:
圆柱形电容器的电容为:
A
B
RA
RB
L
P
计算电容的步骤
设q
E
UAB
C
电介质电容器
电容器的电容还和两极板间所充的电介质有关.实验证明,充有电介质的电容器可增大好多倍.
设真空电容为C0,充满电介质时的电容为C.对孤立导体
d
A
B
S
例如对平行板电容器
d
A
B
S
成品电容器的指标:例如
电容
耐压值
电容器的串并联
串联:各电容器极板上的电量的绝对值都相等
并联:各电容器两极板间的电压都相等
§9- 4 电介质(dielectric)及其极化(polarization)
电介质 ——绝缘介质
1.电介质内没有可以自由移动的电荷,在电场作用下,电介质中的电荷只能在原子范围内移动.
2.分子电矩Pm
等效电偶极子(模型) 在一级近似下,可以把原子或分子看作一个电偶极子,即原子或分子的正负电"中心"相对错开.并用电偶极矩(电矩)描写原子或分子的电效应,称为分子电矩 : pm = qmLm
+
-
q
L
Cl
H
P
C
O
O
H
105°
H
P1
P2
P=P1+ P2
P1
O
C
O
P2
P=P1+P2=0
几种分子的电偶极矩
电介质的极化 (polarization)
电介质的极化:在外电场的作用下,电介质上(体内和表面)可出现极化电荷的现象.极化电荷——不能离开电介质,也不能在电介质内自由移动.
根据等效电偶极子模型,电介质分子可分为有极分子和无极分子两类
电介质极化的微观机制:
1.有极分子的极化
(1) 有极分子(polar molecule) :正常情况下,内部电荷分布不对称, 正负电"中心"已错开,有固有电矩pm.
有极分子:如HCl , H2O,CO 等.
(2)无外电场时: 每个分子 pm ≠ 0 ,由于热运动,各pm 分取向混乱 ,小体积 ΔV(宏观小,微观大,内有大量分子)内 ∑pm= 0 .
(3)有外电场时:各pm向电场方向取向(由于热运动,取向并非完全一致) ,ΔV 内 ∑ pm ≠ 0 ,且外电场越强 | ∑ pm | 越大, 这种极化称取向极化(orientation polarization)
2.无极分子的极化
(1)无极分子(non-polar molecule) :正常情况下电荷分布对称,正负电"中心"重合,无固有电矩.
无极分子:如He, H2, N2, O2,CO2等. .
(2)无外电场时: 每个分子无固有电矩
ΔV 内分子固有电矩的矢量和当然为零
(3)有外电场时:正负电"中心"产生相对位移, pm ≠ 0 这里pm称感生电矩(induced electricmoment)
ΔV 内∑ pm ≠ 0 且外电场越强 | ∑ pm | 越大,这种极化称为位移极化 (displacement polarization)
两类电介质极化的微观过程虽然不同,当宏观结果却是相同的,即:
1,在电介质的两个相对表面上出现异号的极化电荷;
2,在电介质内部有沿电场方向的电偶极矩.
因此在讨论电介质的极化现象时,就不再分两类来讨论.
极化电介质的微观模型:可见把已经极化的电介质看作是大量电偶极子的集合,每个电偶极子具有一定的电矩,即分子电矩Pm,各分子电矩在不同程度上沿电场方向排列.
电极化强度(electric polarization)
1.电极化强度 (矢量)
为描写电介质极化的强弱,引入电极化强度 .
定义:单位体积内分子电矩的矢量和
P 是位置的函数(点函数),各点P的大小和方向均相同,电介质极化是均匀极化,否则是 非均匀极化.单位: C/m2.
综上,对有极,无极分子都有:
无外电场时, P = 0
有外电场时, P ≠ 0 ,电场越强 | P | 越大
物理上的无限小量
2.电极化强度和场强的关系
电介质的极化是电场和介质分子相互作用的过程,外电场引起介质的极化,而电介质极化后出现的极化电荷也要激发电场,并改变电场的分布,重新分布的电场反过来再影响电介质的极化,直到静电平衡,电介质便处于一定的极化状态.由实验,对各向同性电介质,当电介质中电场E不太强时,有:
比例系数 e电极化率(polarizability),决定于电介质性质.
场强E:是电介质中某点的场强(包括该点的外电场以及电介质上所有电荷在该点产生的电场). 上述极化关系称各向同性线性电介质的线性极化
极化电荷
电介质极化后,在电介质体内及表面上可以出现极化电荷 (又称束缚电荷 bound charge).
电介质均匀极化(或均匀电介质被极化)时,只在介质表面出现极化电荷,称为极化面电荷 ;
电介质非均匀极化(非均匀电介质被极化)时,在电介质表面和内部均出现极化电荷,称为极化体电荷和极化面电荷.
3.电极化强度与极化电荷面密度的关系
对于均匀电介质,其极化电荷只集中在表面层里,或在两种不同的介面层里.
P
en
L
dS
L
+ ds
- ds
§9- 5 电介质中的静电场
空间中任一点的场强是自由电荷(激发外电场的原有电荷系)和极化电荷所激发场强的矢量和:
结果使得电介质外部空间,某些区域的合场强增强,某些区域减弱;
在电介质中,自由电荷电场合极化电荷的电场总是相反的,故合场强和外场强相比显著地被削弱.(电介质中的场强实质上是指在物理无限小体积内真实场强的平均值.)
定量计算电介质内部场强被削弱的情况:
E
E0
E
d
A
B
+ 0
- 0
+
-
S
自由电荷场强的大小:
极化电荷场强的大小:
合场强的大小:
E
E0
E
d
A
B
+ 0
- 0
+
-
S
两极板间的电势差:
两极板间充满电介质后的电容:
已知
所以
B
- 0
E
E0
E
d
A
+ 0
+
-
S
代入
得到极化电荷面密度合极板上自由电荷面密度的关系:
§9- 6 有电介质时的高斯定理 电位移(electric displacement)
(1)有电介质时,静电场的环路定理仍然成立
E是所有电荷(自由电荷和极化电荷)激发电场的合场强
(2)电介质中的高斯定理
设法将 q 从式中消去
E = E0+E
P
,
为了求E,引入描述电场的辅助矢量:电位移矢量D,从方程的形式上消去极化电荷及与极化电荷有关的E 和P,从而使E的计算大为简化.
E
P
S1
S2
+ 0
-
+
- 0
因为 P = ,考察:
所以
移项整理得:
将式中 定义为电位移D
于是,有电介质时的高斯定理为:
通过电介质中任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和
对电位移D的几点讨论:
1. 对 D 的理解 (1)D 只和自由电荷有关吗
D 的高斯定理说明 D 在闭合面上的通量只和自由电荷有关,这不等于说 D 只和自由电荷有关.
由 ,也说明 D 既和自由电荷又和束缚电荷有关(E 是空间所有电荷共同产生的).
P
-q
+q
q
例如:EP由q,-q ,+q 共同激发,而DP= 0EP,显然也与极化电荷有关.
注:只有在各向同性线性均匀电介质充满整个电场空间或每种均匀电介质的分界面都是等势面的条件下,电位移D才只与自由电荷有关.
(2)电位移线
类似于电场线(E 线),在电场中也可以画出电位移线(D 线);由于闭合面的电位移通量等于被包围的自由电荷,所以D 线发自正自由电荷止于负自由电荷.
引入电位移线和电位移通量,形象描述电位移D
电位移线:类似与电场线,线上每一点的切线方向表示该点的电位移方向.
电位移通量:规定在垂直于电位移线的单位面积上通过的电位移线数目等于该点的电位移D的通量.
2. D,E,P 的关系
(1)一般关系:
普遍成立:对于各向同性电介质和各向异性电介质都适用.
所谓各向同性电介质,是指沿电介质各个方向的电学性质都相同.例如,外电场沿不同方向时,电介质的极化状态都相同,即极化程度都相同,极化方向均沿外电场方向.
真空中:P=0,
(2)对各向同性电介质(且场强不太大时)

代入上式,
引入:相对介电常量 (相对电容率) r (relative permittivity)介电常量(电容率) ( permittivity)
P可写作
(3)当各向同性线性均匀电介质充满整个电场时,由D的高斯定理及 有:
有电介质时电场的计算(及相关计算)【方法(延伸到求 V,C )】:
例题:带电 Q 的均匀带电导体球外有一同心的均匀电介质球壳(er 及各半径如图),求
(1) 电介质内外的电场;
(2) 导体球的电势;
(3) 电介质表面的束缚电荷.
解 :(1)场强分布
求 D:取高斯面如图由
经对称性分析
er
P
P
S1
S2
R1
R2
er
P
P
S1
S2
R1
R2
同理
求E:
同理
er
P
P
S1
S2
R1
R2
(2)求导体球的电势
(3)电介质表面的束缚电荷
求 P:
er
P
P
S1
S2
R1
R2
求σ,q:
外表面
内表面
此题所给系统也可看作三层均匀带电球面.由均匀带电球面内,外的场强结果,用场强叠加原理可得,
介质内
q 内的场强抵消了Q的部分场强.
介质外
q 内, q 外的场强相互抵消.
er
R1
R2
Q
§9- 8 电荷间的相互作用能 静电场的能量
点电荷间的相互作用能
首先回忆:a,电势的引入
b,电荷从A点移到B点,电场力所作的功为
静电势能是场源与处在场中的电荷之间的相互作用势能.
q2
q1
(a)
q1
a
q2
(b)
q1
a
q2
b
(c)
移动q1的过程中,外力作功为零
移动q2的过程中,电场力作功:
外力克服电场力作负功:V = 0
根据功能原理,外力所作的功等于这两个点电荷系统所具有的相互作用能量(电势能).上式可以改写成:
对三个点电荷形成的系统
建立这个电荷系统时,外力克服电场力作的总功:
推广到n个点电荷形成的系统,此系统所具有的相互作用能量(电势能)为:
注意:式中 Vi 表示在给定的点电荷系中,除第 i 个点电荷之外的所有电荷在第个 i 点电荷所在处激发的电势.
电荷连续分布时的静电能
和 为电荷的体密度和面密度, 为所有电荷在体积元dV和面积元dS所在处激发的电势.
注意:式中包含每一个带电体自身各部分电荷之间的相互作用能(固有能),称为静电能.与点电荷之间的相互作用能有区别.
静电体系的静电能 :静电体系处于某状态的电势能称静电势能或静电能.它包括体系内各带电体的固有能能和带电体间的相互作用能.
相互作用能: 将静电体系内的各带电体从所在位置,在保持各自电荷分布不变的情况下,把它们移至彼此相距无穷远,它们间的静电力所做的功,称作静电体系在原来状态的相互作用能.
例2,电荷Q均匀分布在半径为R的球体内,求它的静电能.
解:设球体的电荷是从无穷远处(电势为零处)一点一点移来,一层一层地从里到外逐渐分布而成,当移来的电荷为q时,半径为r,(电荷密度不变)这时,球面上的电势是
再从无穷远处移来dq,放到半径为r的球面上,外力反抗q的电场力所要作的功为Vdq,于是静电能的增量为
因为
所以
代入
积分便得
例1:平行板电容器的的静电能
例2,电荷Q均匀分布在半径为R的球体内,求它的静电能.
解:设球体的电荷是从无穷远处(电势为零处)一点一点移来,一层一层地从里到外逐渐分布而成,当移来的电荷为q时,半径为r,(电荷密度不变)这时,球面上的电势是
静电场的能量
以平行板电容器为例,说明静电场具有能量,即带电系统的静电能,此能量分布(贮藏)在电场所在的整个空间.
静电场的能量
静电场的能量密度(energy density of electric field) (单位:J/m3)
上式普遍适用
任一带电系统整个电场中贮存的总能量为
静电场的能量
任一带电系统整个电场中贮存的总能量为
说明:(1)上述结果虽由平板电容器导出,它对所有情况下电场的能量计算都可用.
(2)电能究竟"储存于有电场的空间"中,还是"储存于电荷所在处",在静电场中很难分清哪个说法正确.但在变化电磁场中,可以证明,电能储存于有电场的空间中的说法是正确的.
1年前

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故选:B.

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B、场强E减小,而P点与下极板间的距离不变,则由公式U=Ed分析可知,P点与下极板间电势差将减小,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低.故B正确.
C、由带电油滴原来处于平衡状态可知,油滴带负电,P点的电势降低,则油滴的电势能将增加.故C错误.
D、上极板上移时,则d增大,由C=ɛ[s/4πkd]可知C减小,根据Q=UC可知,极析带电量也减小,故D正确;
故选:BD.

点评:
本题考点: 电容器的动态分析.

考点点评: 本题考查电容器的动态分析问题,要明确一直和电源相连,故电压不变;再由决定式及定义式分析电容、电量等的变化.

在平行板电容器中,保持Q不变,将d变为原来的两倍,则E如何变化
pichui2581年前2
A返回A 共回答了13个问题 | 采纳率84.6%
电场强度不变.因为d变为两倍,电容变为原来的二分之一,从而电势差变为原来的两倍,E=U/d 所以E不变
水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态,现将电容器两板间的距离增大,则(  )
水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态,现将电容器两板间的距离增大,则(  )
A. 电容变大,质点向上运动
B. 电容变大,质点向下运动
C. 电容变小,质点保持静止
D. 电容变小,质点向下运动
就做一个红颜知己1年前1
鬼鬼写吧 共回答了17个问题 | 采纳率88.2%
解题思路:因电容器与电池相连,故电容器两端的电压保持不变;因距离变化,由C=[ɛs/4πkd]可知C的变化;由U=Ed可知场强E的变化,由带电粒子的受力可知质点的运动情况.

因质点处于静止状态,则有Eq=mg,且电场力向上;
由C=[ɛs/4πkd]可知,当d增大时,C减小;
因电容器与电池相连,所以两端的电势差不变,因d增大,由E=[U/d]可知,极板间的场强减小,故电场力小于重力;故质点将向下运动;
故选D

点评:
本题考点: 电容器的动态分析;共点力平衡的条件及其应用;匀强电场中电势差和电场强度的关系.

考点点评: 解答本题注意电容器的两种状态,充电后与电源断开则电量不变;而与电源相连,则两板间的电势差保持不变.

【关于静电计的原理】如图,我想问一下,接地后,平行板电容器的负极板上还有负电荷吗?如果没了,那平行板间的的电势差有没有变
【关于静电计的原理】
如图,我想问一下,接地后,平行板电容器的负极板上还有负电荷吗?
如果没了,那平行板间的的电势差有没有变化?
如果还有,那接地的作用是不是就是为了将负极板的电势看做零来处理?

sail19771年前3
wgli66 共回答了22个问题 | 采纳率90.9%
有关静电计的两种不同接法
一种直接让负极板与静电计下端相连
一种则与大地相连
但两种都让静电计的下两端与负极板处于同一电势
接地后 负极板上由于正极板的吸引 是带负电荷的
只是让电势为零而已(与静电计下端电势相同)
静电计的原理是在正极板所带的电荷 越多 静电计指针带的相同电荷越多 张角越大
所以得出电势差越大的结论 并不是直接测电势差的
在图示的实验装置中,已充电的平行板电容器的极板A与一静电计相连接,极板B接地。若极板B稍向上移,则电容器电容______
在图示的实验装置中,已充电的平行板电容器的极板A与一静电计相连接,极板B接地。若极板B稍向上移,则电容器电容_________,静电计指针偏角_________;若极板B稍向右水平移动,则电容器电容_________,电容器的带电量_________。
Reasoner1年前1
sentimentalist 共回答了15个问题 | 采纳率100%
变小;变大;变大;不变
如图所示的电路中,各个电键均闭合,且k2接a,现要使静止在平行板电容器两极板之间的
c5bani1年前2
V天狼V 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
选C.开始闭合是电容充满电,K1断开,K2到C后,电源断开,电路中电容充当电源,电容放电,电容下为正,上为负,电容中电子向下运动.
如图所示,水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态。现将电容器两板间的距离增大,
如图所示,水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态。现将电容器两板间的距离增大,则()
A.两板带电量一定,电容变大,质点向上运动
B.两板带电量一定,电容变大,质点向下运动
C.两板间电压一定,电容变小,质点保持静止
D.两板间电压一定,电容变小,质点向下运动
晋昕1年前1
ffeikko 共回答了17个问题 | 采纳率88.2%
D

当电容器与电源相连时电压不变,电容器两板间的距离增大,由电容公式 可知电容减小,由场强公式E=U/d可知电场场强减小,所受向上的电场力减小,质点向下运动,D对;
平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连,另一个极板与静电计金属外壳相连,给电容器充电后,静电计指针偏转一个角度.以下
平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连,另一个极板与静电计金属外壳相连,给电容器充电后,静电计指针偏转一个角度.以下情况中,静电计指针的偏角增大的是:
(1)把两板间的距离减小
(2)把两板间的相对面积减小
(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质
(4)在两极板间插入一块与极板面积相等且不与两极板接触的金属板
要说明原因.重点说明第4选项
一夜**1年前1
ermao1111 共回答了12个问题 | 采纳率66.7%
静电计测量的是电容器两极板间的电势差U,U越大,静电计指针的偏角越大.

给电容器充电后,电容器的带电量Q一定.

据电容C=εS/4πkd,
(1)把两板间的距离d减小,C增大,又Q一定,据Q=CU,所以U减小,静电计指针的偏角减小;
(2)把两板间的相对面积S减小,C减小,又Q一定,据Q=CU,所以U增大,静电计指针的偏角增大;
(3)在两板间插入相对介电常数ε较大的电介质,C增大,又Q一定,据Q=CU,所以U减小,静电计指针的偏角减小;
(4)在两极板间插入一块与极板面积相等且不与两极板接触的金属板,因为插入的金属板的内部无电场,即:金属板占领的区域无电场分布,此区域不起作用,此区域的有效厚度为0,所以相当于电容器两板间的有效距离d减小,C增大,又Q一定,据Q=CU,所以U减小,静电计指针的偏角减小.

望采纳!
平行板电容器两极板接在稳压电源的两极上,将两极缓慢拉开一定距离,外力做功W1;若与电源断开,也是缓慢将两板拉开相同的距离
平行板电容器两极板接在稳压电源的两极上,将两极缓慢拉开一定距离,外力做功W1;若与电源断开,也是缓慢将两板拉开相同的距离,外力做功W2,则( )
A.W1=W2
B.W1W2
D.无法确定
请说明原因,
wjicm11年前1
昌旺达vv2 共回答了23个问题 | 采纳率78.3%
C=εS/4πkd 平行板电容器的电容c跟介电常数ε成正比,跟正对面积成s正比,跟极板间的距离d成反比,且C=Q/U
1平行板电容器两极板接在稳压电源的两极上,则u定.将两极缓慢拉开一定距离,则d↑,则c降.
u定c降则q降,电场力渐渐小
2若与电源断,则q不变,电场力不变
故B.W1
如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm,两板间的电势差为300V.如果两板间电势差减
如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm,两板间的电势差为300V.如果两板间电势差减小到60V,则带电小球运动到极板上需多长时间?
腼腆的郎1年前1
拽牛头 共回答了13个问题 | 采纳率100%
解题思路:带负电的小球静止时,重力与电场力平衡.当电势差减小时,小球向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求加速度,由运动学位移公式求时间.

取带电小球为研究对象,设它带电量为q,则带电小球受重力mg和电场力qE的作用.
当U1=300 V时,小球平衡:mg= q
U1
d①
当U2=60V时,带电小球向下板做匀加速直线运动:mg−q
U2
d=ma②
又h=
1
2at2③
由 ①②③得:t=

2U1h
(U1−U2)g=

2×0.8×10−2×300
(300−60)×10s=2
5×10−2s
答:带电小球运动到极板上需2
5×10−2s.

点评:
本题考点: 电容器;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是应用牛顿第二定律和运动学公式结合分析和处理带电粒子在电场中匀加速运动的问题,只要转变观念,把电场力当作一种力,方法与力学相同,一定会正确作答.

一道关于平行板电容器的思考题平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连接.在这种情况下,如果增大两极板间的距离
一道关于平行板电容器的思考题
平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连接.在这种情况下,如果增大两极板间的距离d,那么,两极板间的电势差U、电容器所带的电量Q、两极板间的场强E各如何改变?
平行板电容器充电后,切断与电源的连接.在这种情况下,如果增大d,则U、Q、E各如何改变?
bao0539bao1年前1
hdhn 共回答了14个问题 | 采纳率92.9%
空气中C=S/4πkd
1.电源连接,U不变 .d变大,C减小,Q=CU,所以Q减小,E与Q成正比,E变小.
2.断开Q不变.d变大,C减小,U变大,E不变.
2010北京高考物理18题用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为
2010北京高考物理18题
用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
为啥不选C
_3261年前1
kiss接吻鱼 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
首先搞清楚偏角于什么有关系,电容与正对面积和间距有关,电容c=εs/4πkd.当d增大c减小,c=Q/U,Q不变c减小所以U增加,所以静电计示数变大.
极板水平放置的平行板电容器,两版相距5.0mm,电容是2.0微法,当两板间电势差为75V时,一个质量为1.0*10的负1
极板水平放置的平行板电容器,两版相距5.0mm,电容是2.0微法,当两板间电势差为75V时,一个质量为1.0*10的负10次方kg的带负电的油滴恰好能再两板中间保持静止!油滴上有约有几个多余电子
北北北北1年前1
chenhuanxx 共回答了17个问题 | 采纳率100%
物体总是有原子核和电子的.
当物体不显电性时,通常说不带电,就是指原子核的正电与核外电子的负电数量相等.
当物体的负电荷多于正电荷时,就说物体带负电,这时比正电荷多出来的那部分负电荷对应的电子数目就是所谓的“多余的电子”.
例:一个氧气原子是不显电性的,当它从另外地方得到两个电子时,成为氧离子,它就多余了两个电子.
如图所示,一平行板电容器两板间有匀强电场.其中有一个带电液滴处于静止状态,当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动?(  )
如图所示,一平行板电容器两板间有匀强电场.其中有一个带电液滴处于静止状态,当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动?(  )
A. 将电容器上极板稍稍下移
B. 将电容器下极板稍稍下移
C. 将S断开,并把电容器的上极板稍稍下移
D. 将S断开,并把电容器的下极板稍稍向左水平移动
小羞鱼1年前5
mlh7887 共回答了11个问题 | 采纳率81.8%
解题思路:带电液滴受到重力和电场力处于平衡,当电场强度增大时,液滴将会向上运动.电容器始终与电源相连,两端的电压不变,电容器与电源断开,所带的电量不变,根据动态分析判断电场强度的变化.

A、将电容器的上极板稍稍下移,d变小,电势差不变,则电场强度增大,电场力增大,将向上运动.故A正确.
B、将电容器的下极板稍稍下移,d变大,电势差不变,则电场强度减小,电场力减小,将向下运动.故B错误.
C、将S断开,Q不变,减小d,根据E=
U
d,U=
Q
C,C=
ɛs
4πkd,则E=
4πkQ
ɛs,与d无关,则E不变,带电液滴不动.故C错误.
D、将S断开,Q不变,s减小,根据E=
4πkQ
ɛs,E变大,则电场力变大,液滴向上运动.故D正确.
故选AD.

点评:
本题考点: 电容器的动态分析.

考点点评: 解决本题的关键掌握电容器始终与电源相连,两端的电压不变,电容器与电源断开,所带的电量不变.

关于电容器能量的问题用一个恒压电源给一个平行板电容器充电,完成后,电容器获得的能量是0.5QU,电源提供能量为QU(1)
关于电容器能量的问题
用一个恒压电源给一个平行板电容器充电,完成后,电容器获得的能量是0.5QU,电源提供能量为QU
(1)损失的能量到哪里去了?
(2)增大平行板电容器的距离,由C的决定式可知C减小,则由C=Q/U知Q减小,电荷逆流回电源.问:将距离增大到无限远时,C=0,Q=0,电荷又重新回到了电源中,状态与充电前相同,则损失的能量怎么又回来了?
xmbm1234561年前2
不显维德 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
(1)记导线电阻为R,电路中电流为i(t),电容器两端电压为u(t),由电流定义知:
i(t)=dq(t)/dt=C*du(t)/dt
电路中:U=u(t)+R*i(t)
初始条件u(0)=0.
解此微分方程得u(t)=U*{ 1 - exp[ - (t/CR) ] }.
i(t)=(U/R) * exp[ - (t/CR) ].
获得能量:E1 = 积分[0,无穷] dt u(t) * i(t)=(C/2) * U^2=0.5UQ
提供能量:E0 = 积分[0,无穷] dt U * i(t)=C * U^2=UQ
导线消耗热能:E2 = 积分[0,无穷] dt R * [ i(t) ]^2=(C/2) * U^2=0.5UQ
所以损失的能量被导线消耗为热能了.
(2)想要把带正负异种电荷的两块平行板分离到无穷远是要外力做功的,因为它们之间本身是吸引的,必须克服这种吸引力做功才能增大平行板距离.于是这些功一部分补充了电源的能量使它回到原来的状态,一部分转化到了导线电阻的热效应上去,还有一部分用于增大两版间的吸引电势能使它从负值变为零.
将电容为1.2×10-11F的平行板电容器接在3V的电池上,则电容器所带电荷量为(  )
将电容为1.2×10-11F的平行板电容器接在3V的电池上,则电容器所带电荷量为(  )
A. 0.4×10-11C
B. 1.8×10-11C
C. 7.2×10-11C
D. 3.6×10-11C
猫之优雅1年前3
那些花儿啊 共回答了18个问题 | 采纳率100%
解题思路:根据电容的定义式C=[Q/U] 求出电容的大小,知道电容的大小与电量和电压无关.

根据电容的定义式C=[Q/U],可知Q=CU=1.2×10-11×3C=3.6×10-11C,故D正确,ABC错误;
故选:D

点评:
本题考点: 电容.

考点点评: 解决本题的关键知道电容的定义式,知道影响电容大小的因素.

如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P
如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P
为什么选B,怎么判断G中电流方向.
初晴小雨滴1年前3
心凶命穷 共回答了17个问题 | 采纳率82.4%
题目都没有完整 先是闭合S充电 上板带正电 然后要是断开 这样的话 就把上板看为正级
这样你就会做了
为什么尺子摩擦起电可以吸附小纸片而平行板电容器通电不行?
为什么尺子摩擦起电可以吸附小纸片而平行板电容器通电不行?
还有就是这两种电有什么不同?
oooooo2008200081年前3
东望常咨嗟 共回答了21个问题 | 采纳率85.7%
很有意思的问题,爱动脑爱动手物理一定能学好


尺子之所以能吸引轻小纸片主要是因为电磁感应(可能绝缘体不能叫做电磁感应,结果差不多)

同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥,但是从图上我们可以看到负的感应电荷距离带正电的尺子更近,正的感应电荷距离带正电的尺子远点,所以小纸片总的受力总的体现为引力.所以尺子能够吸引轻小的物体,而且如果轻小的物体是轻小的金箔(导电的),则会先吸引接触后在排斥.



而平行板电容器时两极板带电的

平行板外部电场几乎为零,内部为匀强电场,感应出的正负电荷受力大小相等方向相反,因此总体来说轻小物体不受力,不会吸引轻小物体.
如图所示电路中,两个电源的电动势都是6V,内阻都是r,平行板电容器两级水平放置,电容为C=30μF,电阻R1=2R2=2

如图所示电路中,两个电源的电动势都是6V,内阻都是r,平行板电容器两级水平放置,电容为C=30μF,电阻R1=2R2=2r,当电键S接通时,电容器两极间的一个带电液滴恰好处于静止状态,液滴质量为m,带电量为q.

(1)电容器的带电量
(2)当电键断开是,电路稳定后,带电液滴的加速度多大?

风吹屁儿凉1年前1
csy0808 共回答了20个问题 | 采纳率85%
R1左端电势等于R2左端电势等于6V
R1右端电势等于电容器上板电势等于2V;U=4V
R2右端电势等于 电容器下板电势等于 3V;U=3V
所以电容器两端电压为1V(上负下正)
Q=CU=3×10^-5
当电键断开时上电源与R1无用
电容器两端电压为3V(上正下负)
第一次电场力向上F1=G
第二次电场力向下F2=3G
所以a=4g方向向下
平行板电容器中电场强度电势的讨论
平行板电容器中电场强度电势的讨论
一个平行板电容器,a板带电,b板接地,移动a和b,问ab间那一个量是恒定的?
电压还是电容器所带的电荷量?
ailida11年前2
1_3_5 共回答了20个问题 | 采纳率90%
a板电量即为电容器电量q,而a板没与电源及其他导体相接,故电量q不变.
由C=q/U 得U=q/C,移动a和b时,虽q不变但C有变化,故U有変化.
一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若
一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是(  )
A. 2v向下
B. 2v向上
C. 3 v向下
D. 3 v向上
楼少1年前1
孤独老狼 共回答了9个问题 | 采纳率88.9%
解题思路:当两极板间电压为零,根据平衡关系得出油滴的重力和阻力的关系;若两极板间的电压为U,根据平衡求出电场力、重力和阻力的大小关系;最终再根据平衡求出两极板间电压为-U时电场力、重力和阻力的大小关系,从而得出油滴的速度大小和方向.

若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降,有mg=kv,
若两极板间的电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升,知电场力大于重力,有:q[U/d]=mg+kv,
若两极板间电压为-U,则电场力方向向下,当油滴做匀速运动时,有kv′=mg+q[U/d],联立三式解得v′=3v,方向向下.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 解决本题的关键能够对油滴进行正确的受力分析,运用平衡进行求解.

高中物理自主招生考试题有一空气平行板电容器  板板面积为S与电池连接 极板上充有电荷+Q和-Q断开电源后保持两板间距离不
高中物理自主招生考试题
有一空气平行板电容器 板板面积为S与电池连接 极板上充有电荷+Q和-Q断开电源后保持两板间距离不变 在极板中部占极板一半体积的空间填满(相对)介电常数为 ε的电介质求
图中极板间a点的电场强度Ea
图中极板间b点的电场强度Eb
图中与电介质接触的那部分正极板上的电荷Q1
图中与空气接触的那部分正极板上的电荷Q2
图中与正极板相接触的那部分介质界面上的极化电荷Q1‘

/>
亦心惹1年前1
深心智慧 共回答了18个问题 | 采纳率72.2%
视为两个电容并联,极板面积分别为S/2,总带电量不变,其他计算不详细说了.
(2014•咸阳一模)如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接,极板M接地.用静电计测
(2014•咸阳一模)如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接,极板M接地.用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两板相距一定距离d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中,保持电容器所带电量Q不变,下面哪些操作将使静电计指针张角变小(  )
A.将M板向下平移
B.将M板沿水平向左方向远离N板
C.在M、N之间插入云母板(介电常数ε>1)
D.在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
henry3w4t1年前1
查无些人 共回答了14个问题 | 采纳率92.9%
解题思路:静电计指针的张角反应电容器两端间电势差的变化,抓住电容器带电量不变,根据U=QC,通过电容的变化,判断电势差的变化.

A、将M板向下平移,正对面积减小,根据C=
ɛs
4πkd,电容减小,根据U=
Q
C,Q不变,则电势差增大,张角变大.故A错误.
B、将M板沿水平向左方向远离N板,d变大,根据C=
ɛs
4πkd,电容减小,根据U=
Q
C,Q不变,则电势差增大,张角变大.故B错误.
C、在M、N之间插入云母板(介电常数ε>1),根据C=
ɛs
4πkd,电容增大,根据U=
Q
C,Q不变,则电势差减小,张角变小.故C正确.
D、在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触,d减小,根据C=
ɛs
4πkd,电容增大,根据U=
Q
C,Q不变,则电势差减小,张角变小.故D正确.
故选CD.

点评:
本题考点: 电容器的动态分析.

考点点评: 解决本题的关键掌握电容器的动态分析,电容器与电源断开,电量保持不变,电容器始终与电源相连,电容器两端间的电势差不变.

一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止.若将两板间距离增大为原来的两倍,那
一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止.若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化?若先将S断开,再将两板间的距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又如何让变化?为什么、、?
mankiw11年前1
涂鸦老汉 共回答了16个问题 | 采纳率100%
看运动的变化主要是看受力的变化,当S闭合距离增大为两倍时,电压不变,所以E=U/d,所以向下加速运动.当S断开时,两板带电不变,电荷的单位密度不变,所以E不变,所以仍然保持静止
为什么平行板电容器带等量异种电荷
为什么平行板电容器带等量异种电荷
有人说“之所以带等量异种电荷,可以利用逆向思维,如果不是带等量异种电荷,那么必然存在电势差,这样就存在电流,而平板电容器中间是隔断的,也就是说没有电流,所以必然是等量的电荷.”其中 “如果不是带等量异种电荷,那么必然存在电势差”是什么意思?
两个平行金属板,其中一个板接地,另一个板带正电,为什么接地的板会带等量的负电呢?
辉辉19401年前2
烈火战车-7 共回答了17个问题 | 采纳率64.7%
"如果不是带等量异种电荷,那么必然存在电势差,这样就存在电流",这话错了
平行板电容器也不一定带等量异种电荷
电路中可能积累静电
如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器 两极板之间的电势差U.在保持极板上的电荷量Q不变的条件下,下列
如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器 两极板之间的电势差U.在保持极板上的电荷量Q不变的条件下,下列判断正确的是 ( )
A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移,静电计指针张角将变大
C.减小两极板之间的距离的同时将A板稍微上移,静电计张角将变大
D.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
denghaian1年前1
枫玥祭 共回答了16个问题 | 采纳率100%
AB

静电计是测量电势差的仪器,如果电势差增大张角变大,反之变小,电容器与电源断开,电量不变,由电容公式 可知增大A、B板间的距离,电容减小,由U=Q/C可知电压增大,静电计指针张角变大,A对;把A板向上平移,减小A、B板的正对面积,电容减小,电压增大,张角增大,B对;同理C错;在A、B板间放入一介质板,电容增大,电压减小,张角减小,D错;
•如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)和二极管连接,下极板接地.现将单刀双掷开关置于a,
•如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)和二极管连接,下极板接地.现将单刀双掷开关置于a,则一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.则以下说法中正确的是( ) •A.将开关置于b,将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则有电流流出电容器 •B.将开关置于b,并将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,带电油滴将静止不动 •
当接b时,请解释移动极板U,Q的变化.
dgdsfg1年前1
dang-dang 共回答了13个问题 | 采纳率84.6%
现将单刀双掷开关置于a,电容器充电,电压为E.此时油滴受力平衡.mg=qU/d
A.将开关置于b,将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则有电流流出电容器 .正确.电荷通过二极管B流出.电容器上的电荷Q减少.由C= εS/4πd C=Q/U ,C减少、Q减小 U不变.
B.将开关置于b,并将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,带电油滴将静止不动 •错.电压不变,油滴受到向上的电场力减小,要向下运动.C减少、Q减小 U不变.电场强度减小.
如图所示,一电容为C=40pF的平行板电容器水平放置,上板接地且中心处有一小孔,板间距离为d=0.6m,在上板中心正上方
如图所示,一电容为C=40pF的平行板电容器水平放置,上板接地且中心处有一小孔,板间距离为d=0.6m,在上板中心正上方h=0.4m处有大量质量为m=0.03g、带电量为q=-2×10-8C 的油滴不断从小孔滴下并附着到下板上.求:
(1)第21个油滴打到下板上时的速度v1
(2)最终有多少个油滴可以打到下板上?
海棠41年前1
411398549 共回答了23个问题 | 采纳率73.9%
解题思路:(1)油滴不断从小孔滴下并附着到下板上,上下板之间就形成了电势差,也就形成了匀强电场,根据动能定理即可求得第21个油滴打到下板上时的速度;
(2)设最终有n个油滴可以打到下板上,即第n个油滴到达下极板时速度正好等于0,以后的油滴就不会打到板上了,根据动能定理即可求解.

(1)20个油滴打到下板上时,下极板带的电量为Q=20×2×10-8C=4×10-7C,
U=[Q/C=
4×10−7
4×10−11V=10000V
对第21个油滴从静止到达下板的过程中运用动能定理得:

1
2mv12=mg(h+d)−Uq
解得:v1=
2g(h+d)−
2Uq
m]=
2
15
3m/s
(2)当油滴滴到下极板时速度刚好为零,下面的油滴就不能滴到下极板上,设最终有n个油滴可以打到下板上,则有:
下极板带的电量为Q=2n×10-8C
U=[Q/C=
2n×10−8
4×10−11V=500nV
根据动能定理得:
0-0=mg(h+d)-Uq
解得:n=
mg(h+d)
500q]=30
答:(1)第21个油滴打到下板上时的速度v1
2
15
3m/s;(2)最终有30个油滴可以打到下板上.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题主要考查了动能定理在电场中的应用,要知道当油滴滴到下极板时速度刚好为零,下面的油滴就不能滴到下极板上,难度适中.

实验发现,平行板电容器极板间的其他条件相同、极板的正对面积越______,电容器的电容就越大,储存电荷的能力就越高.(填
实验发现,平行板电容器极板间的其他条件相同、极板的正对面积越______,电容器的电容就越大,储存电荷的能力就越高.(填“大”或“小”)
阳子晨1年前1
buji25 共回答了21个问题 | 采纳率85.7%
根据电容器电容的决定式C=
?S
4πkd 可知,电容与极板正对面积成正比,所以在其他条件相同时,极板的正对面积越 大,电容器的电容就越大,储存电荷的能力就越高.
故答案为:大
平行板电容器水平放置并接入金属环中,金属环处于竖直平面内,环面与一磁感应强度为B的匀强磁场垂直,当环以v向右平动时,求电
平行板电容器水平放置并接入金属环中,金属环处于竖直平面内,环面与一磁感应强度为B的匀强磁场垂直,当环以v向右平动时,求电容器两板间的电场强度.
金属环在磁场运动时左右两个半环切割磁感线产生的电动势之和为E=Bdv 这是为何?d是电容器两板间的距离吗?如果是,为何Bdv就是电动势之和?
nixiaobo19801年前1
三生石的眼泪 共回答了24个问题 | 采纳率83.3%
的确,D是指切割的有效长度,高中只作为结论:不闭和导体有效长度指首尾连线长.严格推倒须微积分
物理平行板电容器在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电
物理平行板电容器
在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动,设电子在运动中不予板板发生碰撞,则说法正确的是
A、电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
B、电子一直向A板运动
C、电子一直向B板运动
D、电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动

cicliaanso1年前1
落合叶子 共回答了27个问题 | 采纳率85.2%
选B


真空平行板电容器充电后不断开电源,加大两极板间的距离后电场能量减小 正确 错误
emhxj1年前2
沉眉 共回答了16个问题 | 采纳率100%
不是场强E吧 我选错误 场强是小了 能量没少吧
(2012•宝鸡二模)如图所示,平行板电容器与一个直流电源E(内阻不计)相连,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且
(2012•宝鸡二模)如图所示,平行板电容器与一个直流电源E(内阻不计)相连,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则(  )
A.P点的电势降低
B.带点油滴的电势能将减少
C.带点油滴将沿竖直方向向上运动
D.电容器的电容减小,极板带电量增大
从然1年前1
ganymebe 共回答了17个问题 | 采纳率76.5%
解题思路:将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,根据E=[U/d]知板间场强的变化,由U=Ed判断P点与下极板间的电势差的变化,确定P点电势的变化.由题分析知道油滴带负电,再判断其电势能的变化.根据场强的变化,判断油滴向什么方向运动.

A、由题,板间距离增大,电容器的电压不变,根据E=[U/d]知板间场强减小,由U=Ed得知,P点与下极板间的电势差减小,板间场强方向向下,P点电势比下极板高,则可知,P点的电势降低.故A正确.
B、根据油滴原来静止知道,油滴带负电,P点电势降低,油滴的电势能将增大.故B错误.
C、板间场强减小,油滴所受电场力减小,则油滴将沿竖直方向向下运动.故C错误.
D、板间距离增大,电容减小,而电压不变,则电容器的电量减小.故D错误.
故选A

点评:
本题考点: 电容器的动态分析;电势;电势能.

考点点评: 本题是电容器动态分析问题,根据E=[U/d]、电容的决定式和定义式结合进行分析.

大学中平行板电容器的题目,在极板A,B间的距离为3d的平行板电容器中插入离极板A距离为2d的同面积的薄极板P.如图1所示
大学中平行板电容器的题目,


在极板A,B间的距离为3d的平行板电容器中插入离极板A距离为2d的同面积的薄极板P.如图1所示,A和B之间接着开关S1和两个电动势为V的电池,并用开关S2把极板P和两电池之间相连.最初,S1和S2处于断开状态,A,B,P都没有电荷.接着,如图2所示,让S1和S2都闭合,AP,PB间各自的电位差为V,片刻后,断开S1和S2,之后如图3所示,让极板P向A移动的距离为d时,求图3电容器所积蓄的静电能是图2的多少倍?
x104181年前2
星星亮 共回答了16个问题 | 采纳率93.8%
首先列几个常用公式:
C=εS/d
Q=CU
W=QU/2=CU²/2=Q²/2C
假设图二中,AP极板间电容量为C1,静电能为W1;PB极板间电容量为C2,静电能为W2
图三中,AP极板间电容量为C1',静电能为W1';PB极板间电容量为C2',静电能为W2'
由最前面的公式可推导到:
2C1=C1'
C2=2C2'
2C1=C2
2W1=W2 (两端电位差一样,都为V)
图三中,由于开关都断开了,因此极板保存的电荷不会改变,由此可得
W1=2W1'
W2=W2'/2
图二中静电能为W1+W2=3W1
图三中静电能为W1'+W2'=0.5W1+4W1=4.5W1
因此,图3电容器所积蓄的静电能是图2的1.5倍.
如图所示,开关K闭合,在水平放置的平行板电容器间有一带电液滴P处于静止状态,若从某时刻起,液滴所带电荷量开始缓慢减小(仍
如图所示,开关K闭合,在水平放置的平行板电容器间有一带电液滴P处于静止状态,若从某时刻起,液滴所带电荷量开始缓慢减小(仍不为零).为了使该液滴仍处于静止状态,可采取的措施是(  )
A. 其他条件不变,使电容器两极板距离缓慢增大
B. 开关K断开,其他条件不变,使电容器两极板缓慢靠近
C. 其他条件不变,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动
D. 其他条件不变,将可变电阻R阻值减小
ntr4281年前1
zhangling_0326 共回答了19个问题 | 采纳率73.7%
解题思路:带电油滴P原来处于静止状态,电场力与重力平衡,若油滴所带的电荷开始缓慢减小,为维持该油滴仍处于静止状态,电场强度应缓慢增大;可以改变板间距离,也可以改变电容器的电压.

A、带电油滴P原来处于静止状态,电场力与重力平衡;若油滴所带的电荷开始缓慢减小,为维持该油滴仍处于静止状态,电场强度应缓慢增大;根据U=Ed,可以减小两极板距离,故A错误;
B、带电油滴P原来处于静止状态,电场力与重力平衡;若油滴所带的电荷开始缓慢减小,为维持该油滴仍处于静止状态,电场强度应缓慢增大;开关K断开,电荷量不变,使电容器两极板缓慢靠近,电荷的面密度不变,故场强不变,不能平衡,故B错误;
C、其他条件不变,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动,电阻减小,电流增加,故电阻箱电压增加,故电容器电压增加,可能平衡,故C正确;
D、其他条件不变,将可变电阻R阻值减小,电容器电压减小,更加不能平衡,故D错误;
故选:C.

点评:
本题考点: A:带电粒子在混合场中的运动 B:电容

考点点评: 本题电容器动态变化分析与电路动态变化分析的综合,注意抓住电容器的电压与电阻电压的关系进行分析.

某平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,相距为d,今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷,求受力
某平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,相距为d,今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷,求受力
U=Q/C E=U/d F=E*q 所以 F=(q*Q)/(d*C)
为什么不能用F=kQq/r^2求,r=d/2
得4kQq/d^2
我的今世情缘1年前3
ltlt88888 共回答了18个问题 | 采纳率88.9%
F=kQq/r^2
仅适用于点电荷.
(代号12)平行板电容器中,电压与电量分别在什么时候不变?
(代号12)平行板电容器中,电压与电量分别在什么时候不变?
如题.是不是在通电的时候电压不变,断电的时候电量不变?
蓝色忧郁20061年前1
cqk821215 共回答了13个问题 | 采纳率100%
接入电源时,电压等于电源电压,断开时 电荷量不变
带负电的小求静止在水平放置的平行板电容器的两板间,距下...
带负电的小求静止在水平放置的平行板电容器的两板间,距下...
带负电的小求静止在水平放置的平行板电容器的两板间,距下板零点八厘米,两板间电势差为三百伏,若两板间电势减少到六十腐,则带电小球运动到极板上需多长时间?
小球于两板中间
ccw09151年前1
不可能任务1 共回答了19个问题 | 采纳率100%
1.带负电的小球能静止与平行板电容器中,电容器,“上正下负”,则电场方向竖直向下.
2利用U=Ed 可求出电场强度,注意d=1.6cm.又可由平衡条件mg=qE
电势差变化后 U'=1/5 U,E'=1/5 E
向上受到的静电力 F=qE‘=1/5qE=1/5mg
合力F’=mg-1/5mg=4/5mg
a=F'/m,然后由运动学方程x=1/2 a t^2,(x=1/2d=0.8cm),到达下极板
在开关S闭合瞬间和平行板电容器稳定后增大两极板间距离的过程中,对电阻R来说,有无电流通过?如果有方向怎样?
在开关S闭合瞬间和平行板电容器稳定后增大两极板间距离的过程中,对电阻R来说,有无电流通过?如果有方向怎样?
题目的点拨是这样的:电容器充电,放电过程中,即电容器的电量变化时,电路中会形成瞬间电流,充电稳定后,电荷不再定向移动,也就没有电流,S接通的瞬间,尽管电流无法通过电容器,但由于U的不变,增大两极板间的距离d,电容C变小,Q=CUY也变小,故电容器放电,R上有从B到A的电流.
我想问的是:在图中,S接通瞬间,电流是从哪个方向流的?是有电流先从A到B吗?不是说正电荷是不会定向移动的吗?那先从A流到B的电流是正电荷还是负电荷?电容器放电,为什么Q=CU,Q也变小?能把这些现象解释清楚吗 最好用原理解释
mymymy5201年前4
zzcc1111 共回答了19个问题 | 采纳率89.5%
1.如果极板的距离不改变,电路中没有电流,原因:直流电路忠,电容器相当于断路.
2.极板距离加大,电容C减少,那么Q=CU,U不变导致Q减少(路端电压),上述电路中极板的极性“上正下负”,极板距离加大的过程中存在Q随时间的变化,电流是这样定义的:I=△Q/△t.移动的过程中电荷Q的变化为△Q,所用的时间为△t,故当:极板距离改变时存在电流,正极为“上”,负极为“下”,固有B-A的电流
如图所示,导体AB在导轨上匀速向右移动时,右边平行板电容器内原来静止的带电粒子将( ) A,匀速向上运动 B,匀
生命在于吃水果1年前1
dencucu 共回答了22个问题 | 采纳率72.7%
匀加速向上运动
一平行板电容器的电容为2μF,使它两板间电势升高10V需增加的带电量为______C.
白沙在涅1年前1
poorenly 共回答了19个问题 | 采纳率94.7%
解题思路:由C=[△Q/△U]可求得△Q=△UC,代入数据可解得带电量.

由Q=UC可得:(Q+△Q)=(U+△U)C;
则可得:Q+△Q=Q+△UC;故可得:△Q=△UC;
代入数据解得增加的电量:△Q=△UC=2×10-6×10=2.0×10-5C;
故答案为:2.0×10-5C

点评:
本题考点: 电容.

考点点评: 本题考查电容的定义式,注意应用结论::△Q=△UC.

(2006•南开区二模)如图,一平行板电容器固定在绝缘小车上,左极板的电势高于右极板的电势,极板间距离为L,小车连同极板
(2006•南开区二模)如图,一平行板电容器固定在绝缘小车上,左极板的电势高于右极板的电势,极板间距离为L,小车连同极板的总质量为M,小车在光滑的地平面上正以某一速度向右做匀速直线运动,一质量m=M/3带有正电荷的滑块以跟小车大小相等的初速度从右极板开口处冲入极板间,滑块刚好没能够与左极板相碰(不计滑块与小车的摩擦力)
(1)若小车、滑块的初速度大小均为v0,求系统电势能变化的最大值.
(2)若小车、滑块初速度大小未知,求滑块向左运动到最远处离出发点的位移.
afterfly1年前1
ii坊 共回答了17个问题 | 采纳率100%
解题思路:(1)小车、滑块系统动量守恒列出等式,根据能量守恒求解
(2)对系统全过程运用动能定理列出等式,对滑块m速度减为0的过程运用动能定理列出等式求解

(1)设共同速度为v,依动量守恒定律有
Mv0-mv=(M+m)v
得v=[1/2]v0
根据能量守恒得系统动能减少等于电势能增量
△E=
1
2mv02+
1
2mv02−
1
2(M+m)v2
得△E=
2Mmv02
M+m=
1
2Mv02
(2)设电场力qE=F
对系统全过程运用动能定理列出等式:

1
2(M+m)v02−
1
2(M+m)v2=FL
对滑块m速度减为0的过程运用动能定理列出等式:

1
2mv02=Fl
由两式解得l=
L
3
答:(1)若小车、滑块的初速度大小均为v0,系统电势能变化的最大值是
1
2Mv02.
(2)若小车、滑块初速度大小未知,滑块向左运动到最远处离出发点的位移是[L/3].

点评:
本题考点: 动量守恒定律;功能关系.

考点点评: 该题是一道综合题,综合运用了能量守恒定律、动量守恒定律、动能定理,解决本题的关键熟练这些定理、定律的运用.

如图所示,平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上,灯泡正常发光,则(  )
如图所示,平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上,灯泡正常发光,则(  )
A.将介质板插入电容器中,灯泡将变暗
B.增大交变电流的频率,灯泡将变暗
C.把电容器极板间距拉开一些,灯泡将变暗
D.把电容器两极板错开一些,灯泡将变暗
字文刀1年前1
千分之308思远 共回答了12个问题 | 采纳率100%
解题思路:根据电容器的容抗与电容、频率的关系分析灯泡亮度的变化.当电容增大时,容抗减小,灯泡变亮;当电容减小时,容抗增大,灯泡变暗;而电容根据其决定关系分析如何变化.

A、将介质板插入电容器中,电容增大,容抗减小,灯泡将变亮.故A错误.
B、增大交变电流的频率,容抗减小,灯泡将变亮.故B错误.
C、把电容器极板间距拉开一些,电容减小,容抗增大,灯泡将变暗.故C正确.
D、把电容器两极板错开一些,电容减小,容抗增大,灯泡将变暗.故D正确.
故选CD

点评:
本题考点: 电容器的动态分析;闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 本题可运用电容的决定式C=[ɛS/4πkd]和容抗的公式XC=[1/2πfC]结合判断灯泡亮度的变化.

如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到
如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则(  )
A. φa变大,F变大
B. φa变大,F变小
C. φa不变,F不变
D. φa不变,F变小
moumou311年前1
bobzha 共回答了17个问题 | 采纳率88.2%
解题思路:要求a点的电势如何变化,首先要确定电势为0的位置即零电势点,由于电容与电源相连故两极板之间的电压不变,而两极板之间的距离增大,故两极板之间的电场强度减小,所以Aa之间的电势差减小,所以aB之间的电压增大.由于两极板之间的场强减小故试探电荷所受的电场力减小.

由于开关S闭合,且电容器两极板始终与电源的两极相连,故电容器两极板之间的电压UAB保持不变.随B极板下移两极板之间的距离增大,根据E=[U/d]可知两极板之间的电场强度E减小,由于UAa=EhAa,由于电场强度E减小,故UAa减小,由于UAB=UAa+UaB,所以UaB增大,由题图可知电源的负极接地,故B极板接地,所以B板的电势为0即ΦB=0,又UaBaB,所以Φa=UaB增大.而点电荷在a点所受的电场力F=qE,由于E减小,所以电场力F减小.故B正确.
故选:B.

点评:
本题考点: 电容器的动态分析.

考点点评: 本题难度较大,涉及知识面大,需要认真分析.方法是:先找不变量(UAB),再找容易确定的物理量(E和UAa),最后求出难以确定的量(确定UaB不能用UaB=EhaB,因为E和haB一个变大另一个变小).

一平行板电容器有两层介质,相对介电常数分别为εr1=4和εr2=2,厚度分别为d1=2mm和d2=3mm,板面积为S=5
一平行板电容器有两层介质,相对介电常数分别为εr1=4和εr2=2,厚度分别为d1=2mm和d2=3mm,板面积为S=50mm^2,两极板间电压为U=200V,试计算:①每一层介质中的电场能量密度;②每层介质中的总能量;③用电容器的能量公式计算总能量.
onlyone_anny1年前2
成都香香嘴 共回答了23个问题 | 采纳率95.7%
1、空气的介电常数为1,所以,两层介质的介电常数就为ε1=4和ε2=2.
2、对于整个电容器:
电场E=σ/ε.σ为电容器极板电荷密度.
U=∫Edl.l为极板厚度.
由此,可求出σ和Q.
3、能量密度:w=εE^2/2,
4、可用3的结果乘以体积求出总能量.
5、E=QU/2
高中关于电容器分析的问题一平行板电容器两板间有匀强电场,其中有一个带电液滴处于静止状态,现将S断开,那么液滴将.(上移、
高中关于电容器分析的问题
一平行板电容器两板间有匀强电场,其中有一个带电液滴处于静止状态,现将S断开,那么液滴将.(上移、下移、静止),如果只将上板向上平移一点,那么液滴将.
szyp651年前1
香烟女人 共回答了14个问题 | 采纳率92.9%
S断开前:电容器中均匀电场方向向下.则该液滴带负电荷,守电场力向上,与重力平衡.静止.
S断开后:电容器中均匀电场任然存在,带电液滴任然 静止 .将上板向上平移,电场任然不变,液滴依旧静止.
E=U/d,U=Q/C,得E=Q/(Cd)
C=εS/4πkd.得E=4πkQ/(εS).是一个与d无关的常量.