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平行板电容器是电学中常见的一种电容器。它由两块平行的金属板组成,之间通过绝缘介质隔开。当我们将平行板电容器与电源相连时,会发生一系列的变化。有一些物理量在这个过程中保持不变,这就是平行板电容器的静电平衡。

平行板电容器与电源相连什么不变

当电源与平行板电容器相连时,电源会向电容器中注入电荷。电荷会在金属板之间产生电场,导致金属板上的电荷分布重新排列。在静电平衡状态下,有一些物理量保持不变。

电容器的电容量保持不变。电容量是平行板电容器的一个重要性质,它代表了电容器存储电荷的能力。当电源与电容器相连时,电容器的电容量不会发生改变,即使电荷数量改变了。这是因为电容器的电容量只取决于电容器的结构,即金属板的面积和板间距,与外界电源无关。

电容器的电势差也保持不变。电势差是指两个金属板之间的电场强度乘以它们之间的距离。在静电平衡状态下,即使电荷重新分布了,电容器的电势差仍然保持不变。这是因为电势差只取决于电场强度和距离,与电荷的分布无关。

电容器的储能量也保持不变。储能量是指电容器所存储的电场能量。在静电平衡状态下,电场能量不会发生改变,即使电荷重新分布了。这是因为储能量只取决于电场强度和电容量,与电荷的分布无关。

当平行板电容器与电源相连时,电容器的电容量、电势差和储能量都保持不变。这些物理量的不变性体现了电容器的静电平衡状态。这些性质使得平行板电容器在现代电子技术中发挥了重要的作用,例如用于储存和释放电荷,调制电流等。

平行板电容器与电源相连什么不变(平行板电容器的静电平衡)

A、平行板电容器中是匀强电场,a、b的场强相同,而电势不同,a点的电势较高,故A错误.B、处于静电平衡状态下的金属内部a,b两点,电场强度均为零,整个导体是等势体,电势相等,故B正确.C、a、b处于同一等势面上,电势相等,而电场强度方向不同,故C错误.D、根据电场线的对称性可知,ab两点电势相同,场强大小相等,但方向相反,所以电场强度不同.故D错误.故选:B

平行板电容器与电源相连什么不变

平行板电容器与电源相连时,电压等于电源提供的电压,所以电压不变串联电阻,由于电容器实际上等于“断路”,即相当于整个电路中电流=0,所以电阻引起的电压降也为0.所以串联电阻时电压也不变.与并联电阻两端电压相同,这个和并联电路的道理是一样的.

平行板电容器电容

平行板电容器的电容公式是:平行板电容器由两块平行的金属板,中间夹以电介质薄层。电容器工作时它的两个金属板的两个相对的两个表面上总是分别带上等量异号电荷+Q和-Q,这时两板间有一定的电压:在国际单位制中,电容的单位名称是法[拉],符号为F,实际上1F是非常大的,常用微法、皮法等较小的单位。1F=1C/V。

在电压相同的条件下,电容C越大,所储存的的电量越多,这说明电容是反应电容器存储电荷本领大小的物理量。

充电、放电

充电过程:在电源内部非静电力作用 下,电源正负极上分别聚集了大量的正电荷和负电荷。当电容器与电源相连时,由于电源正、负极处的同种电荷之间的排斥力,正、负电荷分别被推到了电容器的两个极板上。负极板上的所有负电荷对正极板上某一正电荷有吸引力极板上的其它所有正电荷对该正电荷有排斥力,与正极板相连的导线上的正电荷和电源正极上的正电荷共同对该电荷有排斥力,而的大小由电源的端电压U 大小来决定。电源端电压U越大,就越大。充电完毕时,这三个力达到平衡,电荷就处于静止状态。

平行板电容器静电平衡条件

解:首先令平板电容器由两个彼此靠得很近的平行极板(设为A和B)所组成,两极板的面积均为S,设两极板分别带有+Q,-Q的电荷。

每块极板的电荷密度为σ=Q/S,除去极板的边缘效应,所以可以将板间的电场看成是均匀电场

则由高斯定理得两板间场强为E=σ/ε。

由S/d即平板电容公式可得出C=S/4πkd。

高斯定理的应用:

1、矢量分析:高斯定理是矢量分析的重要定理之一。它可以被表述为:2、静电学:穿过一封闭曲面的电通量与封闭曲面所包围的电荷量成正比: 换一种说法:电场强度在一封闭曲面上的面积分与封闭曲面所包围的电荷量成正比。

(当所涉体积内电荷连续分布时,上式右端的求和应变为积分。)

它表示,电场强度对任意封闭曲面的通量只取决于该封闭曲面内电荷的代数和,与曲面内电荷的位置分布情况无关,与封闭曲面外的电荷亦无关。在真空的情况下,Σq是包围在封闭曲面内的自由电荷的代数和。当存在介质时,Σq应理解为包围在封闭曲面内的自由电荷和极化电荷的总和。

高斯定理反映了静电场是有源场这一特性。

高斯定理是从库仑定律直接导出的,它完全依赖于电荷间作用力的平方反比律。把高斯定理应用于处在静电平衡条件下的金属导体,就得到导体内部无净电荷的因而测定导体内部是否有净电荷是检验库仑定律的重要方法。

参考资料来源:百度百科- 高斯定理

平行板电容器处于静电平衡吗

1.平行板电容器与电源串联。问:充电及两板带上等量异种电荷的微观过程。

我想:正极板内的自由电子在电源作用下(为什么?电源非静电力作用?)导到了负极板上?

解答:电源正极有多余的正电荷、负极有多余的负电电荷。和电容器极板相连后电源正负极的正负电荷自然运动到二个极板,另一方面由于二个极板很近,静电引力作用下电源二极的电荷流向电容器极板。这就是电容器能容纳电荷的原理。

2.串联的电容器的带电的微观过程。(尤其是电线连接的两板间)

就这个问题还有个额外问题,按理说,带负电的板应该是用导线跟下一个电容器带正电的板连着的吧?那既然为啥电荷没有中和掉?

解答:二个电容器串联,正负、正负二个极板相互感应,必然出现等量异种电荷。当中连接在一起的二个板电荷不能中和的原因是由于是由于另二个极板对它们各自的吸引作用,使它们不能中和。3.并联的电容器的带电的微观过程。

解答:这时候相当于增加了电容器的正对面积。

4.若带空腔导体接地,则腔内电场与导体外电场互不影响,此为静电屏蔽效应。

为什么?若空腔接地,腔内无电场,腔外有电场,腔内是不是仍然静电平衡而无电场?导体电荷分布为何?

未完

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