第06章_电场与导体及电介质的相互作用3.ppt

* 导体与电介质 本章内容 Contents chapter 6 interaction of electrostatic field with conductor 电容 capacity 静电场与介质的相互作用 interaction of electrostatic field with dielectric 介质中的高斯定理 Gauss theorem in dielectric 电场的能量 energy of electric field 电场与导体的相互作用 高中物理竞赛培优教材(第二版) 1.第257页第7小题 2.第264页第10小题 3.第273页第3小题 两块互成直角的接地金属板间有一距板面较近的点电荷q, q距两板的距离均为a , 如图所示,求电荷q 所受的力. a a q 镜像等效:点电荷与平板间的电场分布和两个等量异种电荷之间的电场分布相同. 1.第257页第7小题 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 孤立点电荷周围的电场 －　－　－　－　 点电荷与带电平板 + 两个互相绝缘的同心导体薄球壳,内球壳半径为r1, 外球壳半径为r2, 开始时内球壳带电荷量为Q, 外球壳不带电. (1) 试求外球壳内、外两个侧面的电荷及外球壳的电势; (2) 将外球壳接地后再与地绝缘,计算此时外球壳内、外两侧面的电荷; (3) 在(2)前提下, 再将内球壳接地, 求此时内球壳的总电荷量. 2.第264页第10小题 Q r1 r2 由Gauss定理,知外球内侧面的电荷量为-Q,外球外侧面的电荷量为Q,外球壳电势 接地后,外球内侧面的电荷量不变,仍为-Q,外球外侧面的电荷量减为零. 内球壳接地后,外球内侧面的电荷量不变,仍为-Q, 内球壳的电势减为零. 原电容器的电容为C0. 现插入厚度为d/2, 介电常量为εr的介质, 且只占S/2面积, 如图所示, 求现在电容器的电容量C. (不考虑边缘效应) A B S d d/2 2.第273页第3小题 已知金属球与金属球壳同心放置，球的半径为R1、带电量为q；壳 的半径分别为R2、R3 带电量为Q. 求: (1) 电荷量的分布； (2) 场强分布； (3) 球和球壳的电势. 已知金属球与金属球壳同心放置，球的半径为R1、带电量为q；壳 的半径分别为R2、R3 带电量为Q. 求: (1) 电荷量的分布；(2) 场强分布； (3) 球和球壳的电势. （2） E = 0 （其他） （1）电量均匀分布 A—q； B内— -q ， B外— (Q+q) （3） 已知金属球与金属球壳同心放置，球的半径为R1、带电量为q；壳 的半径分别为R2、R3 带电量为Q. 求: (1) 电荷量的分布；(2) 场强分布； (3) 球和球壳的电势. (4) 球和球壳之间形成的电容器的电容. (4) 球和球壳之间形成的电容器的电容. 导体静电感应 △ △ △ △ 知识总结 电容 capacity 电容 capacity 孤立导体电容 电容器电容 电容器电容 构造: （1）两个绝缘且相离很近的导体—极板 （2）中间夹了一层绝缘物质—电介质 作用 —储存电荷与能量 电容器的作用 （1）充电过程 电能 电场能 充电 +Q -Q U i i 电场 C （2）放电过程 电场能 电能 放电 +Q -Q i i C U ＝0 —储存电荷与能量 电脑主板 空调主板 电视机主板 音响主板 闪光灯侧面图 闪光灯内部结构 常用电容器 陶瓷电容器 电解电容器 聚苯乙烯电容器 可变电容器 固定电容器 符号 符号 两块面积均为S 的金属平板靠近平行放置，一块带电Q，另一块不带电，忽略边缘效应。求： （1）金属板的电荷分布； （2）空间电场分布； （3）右板接地，再求电荷、电场分布。 设金属板面电荷密度 ?? 、??、 -?3 、?4 x ?? ?? -?3 ?4 由电荷守恒定律 P （2）空间电场分布: 金属板表面相当于4 块大带电平面 x ? ? -? ? A B C （3）右板接地,由于 总场强 x ? -? 平行板电容器 圆柱形电容器 +Q -Q +Q -Q 一般n 个电容器串联的等效电容为 +） φ A φ C C +Q -Q 等效电容 φA φ B φ C C1 C2 *