第05讲 静电平衡与电容器模型-2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过 模块7 静电场各模块大招 第05讲 静电平衡与电容器模型 （原卷版） 目录 【内容一】 电容器的充电模型 1 【内容二】 电容器的放电模型 2 【内容三】 静电平衡模型 3 【内容四】 详细解释全屏蔽模型 5 技巧总结 平行板电容器的动态分析 技巧总结 Ⅰ：电容器：任何两个彼此绝缘（电介质）又相隔很近的导体（两极板），组成一个电容器。 Ⅱ：带电特点：两极板电荷等量异号，分布在相对的两板内侧。 （“电容器所带的电荷量”指一个极板所带电荷量的绝对值） Ⅲ：电容器的充电和放电： 内容一：电容器的充电： ①充电：把电容器的两个极板和电池的正负极相连，两个极板就分别带上了等量的异种电荷，这个过程叫充电。 注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压U不变；若断开电源则极板所带电量Q不变。 ②充电过程的特点： a、充电电流：充电瞬间有短暂的电流，电流方向从电源正极流出，电流由大变小。 b、与电源正极相连的极板带正电，电容器所带电荷量增加。 c、两极板间电压升高。d、两极板间电场强度增大。e、其它形式能转化为电场能。 电子的流向为电流的反方向 ③充电完成后： A.两极板带等量异种电荷B.两极板间有电压（与电源电压相等） C.两极板间有电场D.两极板间有电场能 内容二：电容器的放电： ①放电：把充电后的电容器两极板接通，两极板上的电荷中和失去电荷，电容器不再带电，这个过程叫放电。 ②放电过程的特点： a、放电电流：电流方向从电容器正极板流出，电流由大变小。 b、电容器所带电荷量减少。 c、两极板间电压降低。 d、两极板间电场强度减小。e、电场能转化为其它形式的能。 电子的流向为电流的反方向 ③放电完成后：A.两极板带量为0 B.两极板间电压U=0 C.两极板间电场E=0 D.两极板间无电场能 放电过程实质：是正、负电荷中和的过程。 静电平衡问题 技巧总结 内容三：静电平衡：①金属导体放入电场中金属导体内自由电子在电场力作用下将发生定向移动。 ②在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。 ③感应电荷在导体内部产生电场E’，与原电场叠加，使导体内部的电场减弱。 ④当时，即导体内部合场强为零时，自由电子不再发生定向移动。 ⑤由此得出，导体内自由电子不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。 ⑥放入电场中的导体，导体内自由电子不再发生定向移动的状态叫静电平衡状态。（表面也没有电荷定向移动）由于电荷是以光速移动，所以放之后马上达到静电平衡。 ⑦导体内部场强（各点合场强）处处为零。即：，实质是 ⑧，，所以，说明在电场强度处处为0的空间里任意两点间电势差为0，也就是导体上各点电势都相等，即导体是等势体。 ⑨处于静电平衡状态的导体，导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 结论1:静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。（这里电荷指的是净电荷） 结论2：在导体表面 , 越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大 , 凹陷的位置几乎没有电荷。 注意：静电平衡原则：近异远同 (1)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。 (2)人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，达到静电平衡状态。 (3)孤立带电体的净电荷只分布在外表面。 形如：电荷在导体外表面的分布如下图 内容四：静电屏蔽：原则：近异远同 ①由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 ②具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。 空腔导体净电荷分布特点： 只分布在外表面，内表面不带电，空腔内电场强度为0。 实质：静电屏蔽实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，即所谓屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。 ③导体外部的电场影响不到导体内部（外屏蔽） 屏外不屏内 ④接地导体的内部电场影响不到导体外部（内屏蔽） 当把导体壳接地后，在壳内的电场对壳外空间就没有影响了，如图所示.空腔接地后，这种屏蔽叫做全屏蔽 详细解释全屏蔽：如果空腔导体接地，即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。 对应题型精炼 一、单选题 1．电学知识在生活中有着广泛的应用，下列应用说法不正确的是（　　） A．高压输