电容、电场能量hipeak

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1、引：电容器是一储能元件。纸质电容器陶瓷电容器电解电容器钽电容器可变电容器8-6电容电容器一）孤立导体的电容孤立导体--周围没有其它导体和带电体的导体。+++++++++qU电荷电势qU3q3U2q2U4q4UnqnU….….Uq定义：孤立导体的电容决定因素：导体的几何尺寸、形状、周围介质。物理含义：使导体升高单位电势所需的电量。单位：辅助单位：微法皮法例：求一半径为R的金属导体球的电容。+++++++++qUR若C=1法拉，则R=9109m>>R地球说明电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量，其数值由电容器的构造决定，而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样，

2、它的容量大小与水的深度无关。如将地球看作孤立导体：R地=6×106m可见，法拉是个很大的单位!!!+++++A孤立导体作储能元件的问题：1）能量贮存在整个空间，不集中。2）电容值受周围导体或带电体影响。解决办法--静电屏蔽电容器-由导体及包围它的导体壳所组成的导体系实际中由于接地与不接地都不影响到A的电势A的电势就是AB间的电压。B--------++++++++++二、电容器及其电容B--------注意：孤立导体的电容就是导体与无穷远处导体壳间的电容。1、电容器导体组合,使之不受周围导体的影响——电容器当电容器的两极板分别带有等值异号电荷q时，电量q与两极板间相应的

3、电势差uA-uB的比值。2、电容器的电容：三电容器电容的计算1）设两极板分别带电；步骤2）求两板间的场强分布；3）求两板间的电势差；4）根据求.1平行板电容器++++++------（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1．一个平行板电容器，当它带了电荷量Q以后，两导体间的电势差是U，如果它带的电荷量增大为2Q，则电容器的电容（）。A．不变B.增大到2倍C.增大到4倍D.减小到1/2A例1平行平板电容器的极板是边长为的正方形，两板之间的距离.如两极板的电势差为，要使极板上储存的电荷,边长应取多大才行.解平行板电

4、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3球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为　和　的两同心金属球壳所组成．解设内球带正电（　　），外球带负电（　　）．＋＋＋＋＋＋＋＋孤立导体球电容*将真空电容器充满某种电介质平行板电容器电介质的相对电容率（相对介电常数）同心球型电容器同轴圆柱型电容器其中为电介质的电容率串联:串联电容器组的电容的倒数等于每个电容的倒数之和。四、电容器的串联和并联并联:串联电容器组的电容等于每个电容器电容之和。rarbabqdr点电荷场中某点的电势能：静电力是保守力，因此静电能是以势能的形式

5、存在的。8-8电场的能量电源提供能量一、带电系统的能量灯泡发光电容器释放能量开关倒向b,电容器放电。开关倒向a,电容器充电。水源提供能量冲刷马桶水容器释放能量相当于----电场能量带电系统的能量定域在何处？1）问题的提出：A）只有弄清了能量贮存什么地方，能量转化与守恒定律才是具体的。B）只有定域能量才能定域质量。（E=mC2）2）静电系统的能量定域在电场中+-电场能量一定能用场量来表示，以电容器中电场为例：电荷消失，电磁场仍然存在。+++++++++---------二电容器的电能电容器贮存的电能+充电过程：电量0→Qdq：∞→导体上，外力作功：反复搬运电荷……三、静电

6、场的能量　能量密度物理意义电场是一种物质，它具有能量.非均匀电场空间所存储的能量：电场存在的空间体积电场能量密度例：计算球形电容器的能量已知RA、RB、q解：场强分布取体积元能量（求C的好方法）课堂讨论比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。（先定性分析一下，然后求解。）例、(1341)真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电荷都相等．则它们的静电能之间的关系是(A)球体的静电能等于球面的静电能．(B)球体的静电能大于球面的静电能．(C)球体的静电能小于球面的静电能．(D)球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的

7、静电能B7.一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差U12、电场强度的大小E、电场能量W将发生如下变化：U12减小，E减小，W减小．U12增大，E增大，W增大．(C)U12增大，E不变，W增大．(D)U12减小，E不变，W不变．C例2、球形电容器带电q，内、外半径分别为R1和R2，极板间充满介电常数为的电介质。计算电场的能量。R2R1解课堂练习：