电容电容器电场的能量

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1、教材：8.2与8.5节作业：练习13一、电容、电容器二、电容器的能量三、电场的能量Q1、孤立导体的电容孤立导体：附近没有其他导体和带电体孤立导体的电容电容——使导体升高单位电势所需的电量。一、电容、电容器（capacitorcapacity）实验发现：一般导体不同，C就不同，代表着导体携带电量的能力。类比：容器装水的能力例：一个带电导体球（设球带电q）地球单位：法拉（F）、微法拉（F）、皮法拉（pF）2、导体组的电容由于静电感应，A的电势会随着周围其它导体、带电体的分布变化。若在A的周围加一接地屏蔽层B则

2、A的电势、AB间的电势差固定不变它们构成一个静电独立系统—这样的导体组称为电容器3、电容器、电容的计算电容器：一般无需严格的静电屏蔽，只要导体组合能不受周围导体的影响即可（一导体上产生的电场线几乎全部终止于另一导体）++++++------电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号电荷q时，电量q与两导体间相应的电势差uA-uB的比值。++++++------电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关.与所带电荷量无关.电容器电容的计算1）设两极板分别带电2）求场强；3）求电势差；4）求步骤①

3、平板电容器++++++------（2）两带电平板间的电场强度（1）设两导体板分别带电（3）两带电平板间的电势差（4）平板电容器电容几种常见电容器电容讨论与有关；忽略边缘效应，一对导体平行板构成静电独立系统平行板电容器电容②圆柱形电容器（3）（2）（4）电容++++----（1）设两导体圆柱面单位长度上分别带电圆柱形电容器圆柱形电容器由两个长直同轴导体圆筒组成，长度为l的圆柱形电容器的电容贮存电荷的莱顿瓶早期科学家暂存电荷的装置是莱顿瓶(由穆申布鲁克于公元1746年在荷兰莱顿大学研制出来的)。其原理是：①操

4、作时，电荷可沿着金属链流进瓶内的金属层，因为这些电荷无法穿过玻璃瓶漏出来，自然就被存贮在瓶子里。②当上图的放电杆移进莱顿瓶时，瓶内的电荷会从瓶口的金属球跳出，顺着放电杆流到瓶外的金属层而产生电火花。莱顿瓶可算是一种早期的电容器。（同轴电缆）③球形电容器的电容球形电容器由半径分别为　和　的两同心金属球壳组成解：设内球带正电（　　）外球带负电（　　）．＋＋＋＋＋＋＋＋*根据高斯定理：孤立导体球电容几种常见电容器元件C的大小耐压能力常用电容：100F25V、470pF60V(1)衡量一个实际的电容器的性能主要指

5、标4、电容器的串、并联(2)在电路中，一个电容器的电容量或耐压能力不够时，可采用多个电容连接：若想增大电容，可将多个电容并联：…若想增强耐压，可将多个电容串联：…耐压强度：但是电容减小：将真空电容器充满某种均匀电介质时电介质的电容率（介电常数）平行板电容器电介质的相对电容率（相对介电常数）讨论同心球型电容器同轴圆柱型电容器Q二、电容器的能量K...CR电容器带电时具有能量，实验如下：将K倒向a端电容充电再将K到向b端灯泡发出一次强的闪光!计算电容器带有电量Q，相应电势差为U时所具有的能量。灯泡发光电容

6、器释放能量电源提供能量从哪里来？任一时刻终了时刻外力做功电容器的电能方法一、利用充电时外力作功来计算：搬迁过程中，随着极板上电荷的累积，要做的功越来越大，这就像粮仓中粮食的囤积过程，粮越来越高，再往上倒，就越来越困难。方法二、利用放电时电场力作功来计算：放电到某t时刻，极板还剩电荷q，极板的电位差：将(–dq)的正电荷从正极板负极板，电场力作功为：即电容器带有电量Q时具有的能量：C也标志电容器储能的本领。K...CR思考这些能量存在何处？电容器的能量储存在电容器中什么地方呢？从这个表达式看，似乎哪儿有电

7、荷，哪儿就有能量。从这个表达式看，能量似乎储存在电场中。思考思路一、思路二、以平行板电容器为例继续考查。能量若在电场中，就能脱离电荷独立存在！对此静电场理论和实验无法判明。电场存在的空间体积电场能量体密度电磁波发现后，人们终于清楚了，能量确实在电场中。电磁波的传播就是能量的传播。1、电场能量密度：单位体积中的电场能量这个结果虽然是从平行板电容器中的匀强电场得来的，但在任何场合都适用。三、电场能量(electrostaticenergy)注意对任一电场，电场强度非均匀取体积元dV，其中蕴藏的电场能量为全电场空

8、间具有的能量为2、电场空间所存储的能量（电场能量）电场能量密度有电介质存在时：物理意义电场是一种物质，它具有能量.V电场占据的整个空间体积例1如图所示,球形电容器的内、外半径分别为和　，所带电荷为,若在两球壳间充以电容率为的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？解：方法1、（球形电容器电容）方法2、解例2如图圆柱形电容器，中间是空气，空气的击穿场强是，电容器外半径.在空气不被击穿的情况下，内半径可使电容器存储