9 导体 介质 电容 能量.pptVIP

静电场力的功 静电场的环路定理 二. 静电平衡时 第六章小结：静电场中的导体与电介质 §6－2 静电场中的电介质（略讲） 例 二、电介质的极化机理 可证： 介质中的高斯定理 求:场强与电势分布. 续例2. 求:场强与电势分布. §６-４ 电容 电容器 C的大小与极板形状,大小,相对位置及极板间介质有关。与Q无关。 三 计算典型电容器电容的一般方法 先假设两极板带有电荷＋Q,－Q； 计算电容器两极板间的电场； 　（有介质时先求Ｄ，再求Ｅ） 计算电容器两极板间的电势差 由定义式求出电容。 1. 平行板电容器的电容计算 2. 圆柱形电容器电容计算(R1,R2, LR2) 3.球形电容器电容计算 电容器的电容 四、电容器的串联与并联 并联：同极相接 §６-5 静电场的能量一. 电容器贮存的静电能 电容器的贮能 例:平板电容器 S,d,ε,Q 3.非均匀电场的能量  例1. 求带电Q,半径为R的导体球的静电能. 解法1: 作 业 P230. 6 – 11,17, 19(1,2), 31,33 下次课 力学电学综合习题及测试 r dr R Q 比较 孤立导体电容 rR E=0, 解法2: rR 讨论.真空中有一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量都相等,则它们的静电能之间的关系是： [ B ] （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 ； （D）无法比较。 静电能 若是导体球的静电能＝带电球面的静电能； 平行板电容器真空时 ①充电后断开电源, ②充电后保持u不变,插入?r介质； 求： 插入?r介质； 解① ： 例2 断电,q0不变 电压 场强 电荷面密度 充电后保持电压不变，插入 ?r 介质； 解② 电位移矢量D 电容 平板C,D =σ 同轴电缆由内径为 R1、外径为 R2的两无限长金属圆柱面构成，单位长度带电量分别为 +?、 -?，其间充有 ?r 电介质。求： ①两柱面间的场强 E；②电势差 U； ③单位长度电容 ； 例3 ①极板间作高为 h 半径为r的同轴圆柱面，由介质中高斯定理： 场强 解： ③单位长度电容 h 长电容 单位长度电容 ②极间电压 h 长贮存能量 单位长度贮存能量 ④单位长度贮存能量 单位长度电容 U 练习：平行板电容器带电量为 q，极板面积为 S，将极板间距从 d 拉大到 2d ，求外力作功 W。 解：作功 外力作正功，电容器能量增加。 * 特点： 与路径无关 保守力场 电势 电势差： 沿路径积分 功与电势差： 点电荷的电势 对q区域 积分 复习 1.实心导体带电q 电荷q只分布在导体的外表面上, 2.空腔导体带电Q ? 腔中无电荷q Q分布在外表面， 内表面σ≡0 ? 腔中有电荷q 内表面-q， 外表面Q +q 3.导体表面附近场强EP 4. 导体表面上电荷面密度?的分布 ρ曲率半径 ?P导体表面附近电荷面密度 导体上的电荷分布 与q位置无关 EP------空间所有电荷共同激发 第六章 一.导体的静电平衡条件 二. 静电平衡时 导体上的电荷分布 尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产生危害 . 然而尖端放电也有广泛的应用 避雷针 . 尖端放电现象 三 静电屏蔽 1　屏蔽外电场 外电场 空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等. 空腔导体屏蔽外电场 接地空腔导体 将使外部空间不受空腔内的电场影响. 问：空间各部 分的电场强度如何分布 ？ 接地导体电势为零 2　屏蔽腔内电场 + + + + + + + + 1.导体的静电平衡条件 2.静电平衡时导体上的电荷分布 3.静电屏蔽 －接地的空腔导体 可以隔离内,外静电场的影响。 有导体时计算场强(或q’)的一般方法 电荷守恒 导体静电平衡条件(E内=0，V=常数) 场强矢量叠加（或电势代数叠加） 高斯定理（具有特殊对称性时，且电荷分布已知） 1.两外表面电荷等量同号。 2.两内表面电荷等量异号。 两导体板分别带电 QA、QB ,求各表面的电荷面密度。 求证： 讨论 例4 画出q分布图示 解： 在导体极板内，取 A、B 两点，由静电平衡条件 联立求解 即 得证 有 讨论： ① 平行板电容器 ② 实验: 平板C, ±Q, S, d; 静电计 充满 介质 电容率 表征介质性质，是1的无量纲纯数 （相对电容率） 介电常数 即介质中总电场E削弱为真空电