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二、电容器的电容 + + + + + - - - - - B A 电容器 一种储存电能的电子元件 电容器符号 电容器电容 平板电容器 d + + + + + - - - - - B A S * 第 六 章 静电场中 的导体和电解质 A、静电场中的导体 一、导体的静电平衡 - F - + E=0 - - - - - - + + + + + + 静电感应 在外电场的作用下,导体上电荷重新分布,导体表面出现感应电荷。 静电平衡 导体内部和表面都没有电荷的宏观定向运动。 E 静电平衡时导体中的电场特征 1、导体内部的场强处处为零。导体表面的场强垂直于导体的表面。 2、导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个等势体。 - F E= 0 E E= 0 静电平衡时导体上的电荷分布 1、静电平衡时，净电荷只分布在导体的表面，导体内部没有净电荷。 S + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 2、静电平衡时，导体表面各点的电荷面密度与表面邻近处场强的大小成正比。 dS E 导体 3、静电平衡时，孤立导体表面某处的电荷面密度 ? 与该处表面曲率有关，曲率越大（1/R）的地方电荷密度也越大, 曲率越小的地方电荷密度也越小。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R R R R 尖端放电 - + + + + + + + + + + - + + 二、空腔导体和静电屏蔽 1、腔内无带电体 内表面没净电荷，电荷只分布在导体外表面。 空腔内场强为零，导体及空腔为等势区域。 电场线在外表面处中断，导体及空腔内无电场线，在外表面处场强不连续。 2、腔内有带电体 *内表面所带电荷为 – q ,外表面所带电荷为 Q+q * 起始于 +q 的电场线在内表面处中断，导体内无电场线，在内、外表面处场强不连续。 + *电荷分布在导体内、外两个表面, 内表面电荷与腔内电荷等量异号. 3、静电屏蔽 空腔导体起到屏蔽外部空间的电场对腔内的影响。 接地的空腔导体可以屏蔽腔内、外电场的影响。 空腔导体, 腔内没有电荷 空腔导体, 腔内存在电荷 例 外半径 R1 、内半径为 R2 的金属球壳中放一半径为 R3 的金属球，球壳和球均带有电量 10-8 C 的正电荷。求：（1）球心的电势。（2）球壳电势。 解 电荷+q 分布在内球表面 球壳内表面带电 – q 球壳外表面带电 2q R3 R2 R1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - 电荷分布具有球对称，故场强分布也具有球对称。 R3 R2 R1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - R3 R2 R1 例 两块大导体平板，面积为 S ，分别带电 q1 和 q2 ，两板间距远小于板的线度。求平板各表面的电荷密度。 解 ?2 ?3 ?4 ?1 q1 q2 B A 电荷守恒 由静电平衡条件，导体板内 E = 0 B、静电场中的介质 电介质 电阻率很大，导电能力很差的物质。 分子中的正负电荷束缚很紧，介质内部几乎没有自由电荷。 一、电介质的微观结构和极化机理 在外电场的作用下，介质表面产生电荷的现象称为电介质的极化。 由于极化，在介质表面产生的电荷称为极化电荷或称束缚电荷。 电介质极化 两类电介质 无极分子电介质 有极分子电介质 1、无极分子的位移极化 无极分子 分子的正、负电荷中心在无外场时重合，分子没有固有电偶极矩。 C-- H+ H+ H+ H+ CH4 = ± + - ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - E0 无极分子在外场的作用下由于正负电荷发生偏移而产生的极化称为位移极化。 位移极化 2、有极分子的转向极化 有极分子 分子的正、负电荷中心在无外场时不重合，分子存在固有电偶极矩。 O-- H+ H+ H2O -q +q = + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - E0 F F + - E0 有极分子在外场中发生偏转而产生的极化称为转向极化。 转向极化 二、电极化强度 + - + - + - + - + - + - +