大学物理导体(课件).ppt

* * * * * * 解： 小物体A带有一定量的负电荷,本不带电的导体B放在A的右侧．A、B和无穷远的电势分别记为 VA、VB和V? ,则三者间的大小关系为???. ? A B + ? [习题1] [习题2] -q 将一负电荷移到一不带电的导体附近,则导体内的场强???,导体的电势????. (填增大、不变、减小) 解： ⑴不变. ⑵减小. V(-q)V(导体)V(∞) + + + - - - ①若导体为半径R球体,点电荷?q 与球心相距r,则感应电荷产生的场强？ [讨论] ③接上,若将球形导体接地, 则Q?导=? ②若导体是球形的,半径为R,点电荷?q 与球心相距r,则V导=? 电容只与导体的几何因素和介质有关，与导体是否带电无关 11.2 导体的电容 电容器 1. 孤立导体的电容 孤立导体的电势 孤立导体的电容 + + + + + + + + + + + + + + + + Q φ↑ E ↑ 例如求半径为R 的孤立导体球的电容： 电势为 电容为 R 若 C = 1?10 –3 ?F , 则 R = ? C = 1?10 -3?F 啊,体积还这么大! 1.8m 9m 通常由形状相同 彼此绝缘 相距很近的两导体构成电容器。 极板 极板 + Q - Q U 使两导体极板带电 两导体极板间的电压 2. 电容器的电容 定义电容器的电容： 单位： 法拉 F= C·V-1 ? 电容器电容的计算 设±Q 电容器电容的大小取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间的介质。与电容器是否带电无关 d U S +Q -Q (1) 平行板电容器 设 l RA RB (2) 圆柱形电容器 h r +Q -Q 两同轴导体圆柱面 设±Q 先求E，取高斯面 (3) 球形电容器 R1 设+Q -Q R2 a b 孤立导体球电容 ? 电容器的应用： 储能、振荡、滤波、移相、旁路、耦合等。 ? 电容器的分类 形状：平行板、柱形、球形电容器等 介质：空气、陶瓷、涤纶、云母、电解电容器等 电容器保持不被击穿时所能承受的最大电压 绝缘场强（击穿场强）： ? 电容器的耐（电）压能力 电介质能承受的最大电场强度 2.5 厘米 高压电容器(20kV 5~21?F) (提高功率因数) 聚丙烯电容器 (单相电机起动和连续运转) 陶瓷电容器 (20000V1000pF) 涤纶电容器 (250V0.47?F) 电解电容器 (160V470 ? F) 12 厘米 2.5 厘米 70 厘米 (1) 并联 并联时，可获得较大电容，但电容器两端电势差与单独使用时相同，电容器组的耐压能力受耐压能力最低的电容器限制。 3、电容器的并联和串联 (2) 串联 串联时，总电容比每一个电容器的电容都小，但各电容器两端电势差比总电势差小，因此被击穿的危险性减小了。 4、电介质对电容的影响 相对介电常数 (相对电容率) + + + + + + + - - - - - - - + + + + + + + - - - - - - - 实验测得： （?r为大于1的数） 相对电容率 充满电介质后电容器的电容将变大到原来的?r倍。 — 介质的介电常数 (电容率) 相对介电常数 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 接下来两章研究的问题 仍然是静电场 所以场量仍是 基本性质方程仍是 思路：物质的电性质 对电场的影响 解出场量 11.1 静电场中的导体 一、导体的静电平衡 1、静电感应：导体在外电场中，其上的电荷重新分布，局部呈带电状态的现象。 + + + + + + + + + 感应电荷 导体的静电平衡条件： 2、静电平衡：导体内部和表面上任何一部分都没有宏观电荷定向运动时，称导体处于静电平衡状态。 1) 导体内部的场强处处为零（内部电子无运动）。 2) 导体表面附近紧贴导体外侧处的场强方向垂直表面 （沿表面电子无运动）。 E内=0， E表面 ?表面 E0 静电平衡的形成： + + + + + E E＝0 静电平衡条件用电势表述为： 静电平衡时导体是等势体，导体表面是等势面。 若表面不是等势面，至少有两点有电势差，则沿表面移动电荷 与E表面 ?表面不符 二、静电平衡时导体上电荷的分布 + + + + + + + + + + 1. 在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体的表面，导体内部处处没有净电荷。 导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面。 （1）带电的实心导体 2) 有等量正负电荷 设任一+q, 取小高斯面 与E内=0不符 1) 无电荷; ● 实验： 一种极酷的发型！ （2）有空腔的导体 空腔内无电荷 已证明