11-3及12物理.pptVIP

* 复 习 1、电容的定义: 2、电容器的两种连接方式. 3、介质在电容器中的作用( 增大电容、提高耐压本领 ） 4、介质的分类及极化机制 5、有关介质极化的几个公式 五、电介质中的场强: [例] 充满均匀介质的平行板电容器： 电介质内部的场强为原来的1 / εr 倍。 六、电位移矢量 有介质时的高斯定理 通过介质中任一闭合曲面的电位移通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和，与面内的极化电荷无关。 由高斯定理: 有介质时的高斯定理 七、 静电场的性能方程 （各向同性介质） 静电场的性能方程 [例] 点电荷在介质场中： 注意：第十章中各公式，若有介质时，只需ε0 →ε， 而 q0 （自由电荷）不变。 有介质时的高斯定理 4、利用 可使介质中场强的计算问题大为 简化，在有一定对称的情况下，先由它求出 ，再由 求出 。 讨论: E 线 D 线 线从自由正电荷出发，终止于自由负电荷。 1、 无物理意义，只是为了简化公式而引入的辅助物理量。 2、有介质的高斯定理与真空中的高斯定理都是普遍适用的。 3、闭合面上电位移矢量 的通量只与面内自由电荷q 0 有关。 但 并不是只由 q0 产生。因为 的通量和 是两个 不同的概念。 求法: 解: 1 ) 因电荷及介质分布的球对称性, 极化电荷均匀地分布在介质界面 上，与球心等距离的各点其的 大小相等，方向沿径向。 [例1] 球形电容器。 内充两层介质，极板带电量为+Q，－Q。 3 ) 内层电介质内表面的束缚电荷面密度。 1 ) 的分布 求： 2 ) R 1 、R 2间电势差为: 3 ) 内层电介质内表面的束缚电荷面密度： 解题思路和方法： 1、当自由电荷分布具有对称性时，由有介质时的高斯定理 ，求出 D 的分布。 注意：当P为变量时，P 与E 是点点对应。 注意： 对应的是分界面上的极化强度。 思考：在1、2介质的分界面上的面电荷密度σ 如何求？ 设出1，2介质，表明 的方向。 §11 - 6 静电场的能量 一、充电电容器的静电能： 假设电容器原来不带电，而Q 是由于 将电荷元 dq 从一个极板向另一个极板不断搬移而累积形成 Q。当充电到 q 时 , 相应电势差为 u , 再迁移 dq , 外力做功 为： 则两极板由不带电到带电量为Q ，外力的总功为： 外力作正功，相当于电场力作负功，相应电势能增加，即电容器所具有的静电能： 二、静电场的能量： 此式是普遍成立的。 积分区域为整个场。 电磁波发现后，人们认识到上述能量储存于整个场中。 下面考虑 W 与 E 的关系。 电场不均匀时，有： 由平行板电容器，知： — 单位体积内的电能 解: [ 法1 ]由高斯定理求出 D、 E ： [法 2] 视为孤立电容： [例1] 均匀无限大电介质(ε)中，有一金属球（半径 R ）带 自由电荷 q0 ， 求整个电场的能量 W。 [例2] S = 1.0m2，d = 5mm。εr = 5，充电到U = 12V 以后切断电源， 求：把玻璃板抽出来外力需作多少功? 解: 抽出板前后的电容值分别为： 断掉电源后，电量 Q 不变, 但电压 U 改变，即 抽出板前后，电容器的储能分别为： 外力作的功即为玻璃板抽出前后电容器储能的增加量： 小 结 4、电位移矢量 5、高斯定理的形式: 1、介质在电容器中的作用( 增大电容、提高耐压本领 ） 2、介质的分类及极化机制 3、有关介质极化的几个公式 作业: 11 – 22、23、30 导体内自由电子在电场力作用下在原来不规则的热运动上附加了定向漂移运动。 2、 电流的微观机制 热运动速度：10 5 m.s-1 定向漂移运动速度：10 ? 4 m.s-1 第十二章 恒定电流 一、电流: 1、定义：带电粒子的定向移动形成电流。 载流子：形成电流的带电粒子。 3、形成电流的条件： 在导体内要维持一个电场，或者说在导体两端要 存在有电势差。 二、电流强度：描述电流强弱的物理量 1、定义：单位时间内通过导体任一截面的电量。 2）规定正电荷流动的方向为电流正方向。 3）在 SI 制单位： 库仑/ 秒 = 安培 2、说明：