2021-2022学年高二物理竞赛课件:静电场的能量和能量密度.pptx
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1、静电场的能量和能量密度 电容器的能量:电容器的能量:电容器的充电过程:电容器的充电过程:外力不断将外力不断将dq 由由BA的过程。的过程。设:电容器的电容为设:电容器的电容为C,将将dq 由由BA,外力克服电场力作正功:,外力克服电场力作正功:在电容器极板带电总量为在电容器极板带电总量为Q的全过程中,的全过程中,Q-Q外力所作的外力所作的总功总功为:为:带电带电+q ,-qU=VA-VB。某时刻两极板某时刻两极板 圆柱形电容器:圆柱形电容器:假定假定A A、B B两筒两筒带电带电+Q、-Q 板间场强板间场强 板间电位差板间电位差单位长度单位长度的电容:的电容:只与结构及只与结构及 有关,与有关
2、,与Q无关。无关。方向如图方向如图3 球形电容器球形电容器:自己推导。:自己推导。球形电容器:球形电容器:两个同心金属球壳组成中间充满电介质两个同心金属球壳组成中间充满电介质 假定电容器带电假定电容器带电+Q,-Q;板间电场是球对称的板间电场是球对称的板间电场:板间电场:板间电位差:板间电位差:方向:沿半径向外方向:沿半径向外附:地球的电容:附:地球的电容:归纳:归纳:求求电容器电容器电容电容的方法:的方法:(1)假定二极板带等是异号电荷假定二极板带等是异号电荷+Q、-Q(2)求板间场强求板间场强 E(高斯定理)高斯定理)(3)求板间电压求板间电压 U(定义法)(定义法)(4)根据根据 C=Q
3、/U 求电容。求电容。孤立导体球的电容孤立导体球的电容导体带电量导体带电量Q与导体电势与导体电势V 之比之比例例.半径都是半径都是a的两根平行长直导线相距为的两根平行长直导线相距为d,(,(da)求单位长度的电容。求单位长度的电容。解:假定导线表面单位长度带电解:假定导线表面单位长度带电+、-,单位长度的电容:单位长度的电容:P点的场强:点的场强:电容器的串、并联电容器的串、并联并联:并联:串联:串联:(电量与电容成正比)(电量与电容成正比)q 相等相等(反比分压)(反比分压)U相等相等电容器的主要性能指标:电容器的主要性能指标:C、U(耐压能力)耐压能力)“C”或或“U”不满足要求时,可将电
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