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1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流 第四節(jié) 電容 靜電場的能量 .....精品文檔...... §5.4 電容 靜電場的能量 一、電容 1 電容器：由兩個(gè)用電介質(zhì)（絕緣體）隔開的金屬導(dǎo)體組成，它是一種常用的電工和電子元件。 描述電容器的兩個(gè)指標(biāo)是電容和耐壓。 幾種常見電容器及其符號：P85 2 電容 定義 1 電容是反映電容器本身性質(zhì)的物理量；（電容的大小僅與導(dǎo)體的形狀、相對位置、其間的電介質(zhì)有關(guān)。與所帶電荷量無關(guān)。） 2 電容是描述電容器容納電荷或儲(chǔ)存電能的物理量； 3 單位：法拉（F） 例5-6 求平行板電容器的

2、電容。已知兩極板相對的表面積為S，極板間的距離為d。 + + + +++ - - - - - - 已知：s d 求： c=? 解： 設(shè)兩極板分別帶電 兩極板間的電場強(qiáng)度 兩極板間的電勢差 二、電介質(zhì)對電容器的影響 當(dāng)電容器兩極板間充滿某種均勻電介質(zhì)時(shí)，電容將增大。 真空中的電容 介質(zhì)中的電容 相對電容率 電容率 討論：電容器中充電介質(zhì)的好處是增大電容量，還可提高耐壓。 電介質(zhì)的擊穿 若電介質(zhì)中的場強(qiáng)很大，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷有可能被拉開而變成可自由移動(dòng)的電荷。大量自由電荷的產(chǎn)生，使電介質(zhì)的絕緣性能破壞而成為導(dǎo)體，稱為電介質(zhì)的擊

3、穿 三、電容器的電能 當(dāng)電容器帶電后，同時(shí)也儲(chǔ)存了能量。 因靜電能和具體帶電方式無關(guān)，以下面方法給電容器帶電： q + dq Q E -Q … -(q +dq) q -q … 2dq -2dq dq -dq 0 0 t = t t = 0 以平板電容器為例，其電容量為C。 自t = 0開始，每次自下極板把微量電荷dq移至上極板，電容器間電場逐漸加大，除第一次外，每次移動(dòng)外力都要克服靜電力作功。 至t時(shí)刻，電容器已帶電q，此時(shí)若再移動(dòng)dq，外力作功為 最后，使電容器帶電Q ，則外力作功共為

4、 外力作的功全部儲(chǔ)存在電容器中。電容器儲(chǔ)能 還可有 注意:大電容千萬不能摸指極板處。 應(yīng)用：(1)照相機(jī)閃光燈 (2)心臟起搏器 四、靜電場的能量 能量密度 1 電場的能量 電容器的能量是儲(chǔ)存在電容器的電場中。 例：平行板電容器 式中 為電場的單位體積中的能量。 2 電場能量密度 電場單位體積中的能量。 物理意義　電場是一種物質(zhì)，它具有能量。 電場空間所存儲(chǔ)的能量 3 能量的計(jì)算 1）對于電容器 由儲(chǔ)能公式 由場能公式 例5-7 某電容器標(biāo)有“10mF，450V”當(dāng)充電

5、到400V時(shí)，它所儲(chǔ)存的電能為多少？ 已知： 求： 解： 電容器貯存的電能 2.能量變化的計(jì)算 (1)引起能量變化的原因 ·電容器結(jié)構(gòu)情況的變化，如 Q -Q T Q -Q 初態(tài) 末態(tài) ·電容器中電介質(zhì)情況的變化，如 Q -Q -Q Q T er 初態(tài) 末態(tài) ·電容器連接情況的變化，如 Q Q -Q -Q 0 0 T 初態(tài) 末態(tài)

6、 (2)變化過程中的保持條件 ·變化過程中保持電容器的電量不變，(電容器充電后和電源斷開)； ·變化過程中保持電容器的電壓不變，(電容器始終和電源相聯(lián))。 例： 帶電Q的平板電容器板間距為d，現(xiàn)用力緩慢地拉動(dòng)下極板，使板間距變?yōu)?d，求 (1)電容器能量的變化； (2)外力所作的功。 S d F電 F外 Q -Q T 2d Q -Q 初態(tài) 末態(tài) 解：(1)電容器能量的變化 DW = W末 -W初 (2)外力作功 A外 = F外d = F電d = Q(E上)d 可見，是外力作功使電容器能量增加。