大学物理-杨宏春-静电学.pptVIP

10.6 静电场的能量 (2) 两极板之间的相互吸引力 不考虑边缘效应时，极板之间的作用力为恒力 10.7 稳恒电路中的静电场 10.7 稳恒电路中的静电场 (1) 稳恒电路中的静电场建立机制 稳恒电流：导体内电流密度不随时间变化的电流 传导电流：带电离子在电场作用下发生定向移动形成的电流 电流强度：单位时间内，通过某面积的电量 (I=dq/dt) 电流密度：通过与电流方向垂直的单位面积的电流 (dI=j?ds) A 相关概念 B 稳恒电路中静电场建立机制 电源电动势提供电路端点间的电势差 导体表面静电荷沿导体表面切向提供合场强——稳恒静电场 (2) 稳恒电流的描述 A 稳恒电流的几何描述 电流密度线：电流密度线疏密程度表示该点电流密度大小 　　　 某点电流密度线的切向方向表示该点电流密度的方向 10.7 稳恒电路中的静电场 B 稳恒电流的解析描述 I 稳恒电流的定量描述——连续性方程 设体积 V 内的电荷密度为 ?，电流密度 j，由电荷守恒定律 连续性方程 微分形式 10.7 稳恒电路中的静电场 课堂讨论 由连续性方程，得到稳恒电路的判别条件 由稳恒电路的判别条件，得到基尔霍夫电流节点定律 如电路中传导的是高频交流电，基尔霍夫电流节点定律是否成立 稳恒电流的判别条件 基尔霍夫电流节点定律 II 电流密度的微观描述 10.7 稳恒电路中的静电场 III 欧姆定律的微分形式 IV 电导率的微分形式 10.7 稳恒电路中的静电场 (3) 稳恒电流产生电场的性质 稳恒电流产生电场本质上是由分布在导体表面的静电荷产生，因此 稳恒电场是由静电荷产生的 稳恒电场是无旋场 A 稳恒电流产生电场的基本性质 B 基尔霍夫电压环路定理 10.7 稳恒电路中的静电场 (4) 电动势 A 电动势定义 B 电动势的功率密度 单位体积的电源功率 10.2 真空中的静电场 解 设圆盘电荷面密度?，取半径为 r 宽度 dr 的圆环微元 例10.2.14 求均匀带电细圆环轴线上一点的电场强度 解 在 z 轴上点 p 点的电势 10.2 真空中的静电场 课堂讨论 圆环电势、电场强度分布特征 利用电势求解电场强度的一般方法 10.3 静电场中的金属导体 10.3 静电场中的金属导体 (1) 静电感应与静电平衡 静电感应：导体内部的自由电子在外电场作用下发生定向移动的现象 静电平衡1：导体内部场强处处为零；导体表面的场强垂直于该点切面 静电平衡2：静电平衡的导体是一等势体，表面是一等势面 (2) 静电平衡导体的电荷分布 10.3 静电场中的金属导体 A 静电平衡导体电荷分布 对任取高斯面，高斯定理成立 静电平衡定义表述 1 B 静电平衡导体空腔电荷分布 静电平衡导体内部没有净电荷分布 净电荷只能分布在导体表面上 10.3 静电场中的金属导体 (3) 静电平衡导体空腔场强分布 取图示圆柱形高斯面，依高斯定理 课堂讨论 当激励电荷随时间快速变化时，导体表面场强公式是否成立？ 平行板电容器的金属极板如果出现金属毛刺，会如何影响其耐压能力？ 解释尖端放电现象 (point charge) 及静电屏蔽原理 10.3 静电场中的金属导体 例10.3.1：A、B 面积为 s，相距 d，分别带电 qA、qB，忽略边缘效应 求：两板各表面的面电荷密度及两板间的电势差 解：(1) 依电荷守恒定律 金属内部场强分布 (2) 两金属板间的电场 10.3 静电场中的金属导体 课堂讨论 当 qA= -qB 时，电容器极板各平面的电荷分布情况 如图，如电容器一极板接地，极板各平面的电荷分布？ 因接地 电荷守恒 由高斯定理 例10.3.2 一球形不带电导体 A 的两空腔中心分别有点 电荷 qb 和 qc，距导体球远处 r 有另一点电荷 qd 求：qb， qc 和 qd 各受到多大的力? 解 10.3 静电场中的金属导体 例10.3.3 带电量 q ，半径 R1 的金属球放在另一个带电量为 Q，内外半径分 别为 R2、R3 的带电球壳内 求：(1) 此系统的电场分布以及球与球壳间的电势差　　 　　(2) 如果用导线将球壳和球接一下又将如何？ 　 (3) 若外球壳接地，求两球电势及电势差 解 (1) 电场分布 10.3 静电场中的金属导体 内球及球壳的电势分别为 金属球与金属壳之间的电势差为 (2) 用导线将球和球壳连接 10.3 静电场中的金属导体 (3) 若外球壳接地 (U2=0)，内球带电 q (4) 若内球接地 (U1=0)，外球壳原来带电量为 Q 内外球上电荷重新分布，设分别为：-q1，q1，Q-q1 例10.3.4：一个不带电金属球 (半径为 R)旁距球心为 r 处有一点电荷 +