静电场中的导体与电介质 (2).ppt

例4把一块相对电容率的电介质，放在极板间相距d=1mm的平行板电容器的两极板之间，放入前，极板间的电势差1000V,求:E,P,,,D(P79例1)解：(1)放入前放入后(2)(3)(4)(5)第29页，共43页，星期日，2025年，2月5日例5已知:导体球介质?导体球的电势V。求：?电介质内、外表面的极化电荷面密度;?球外任一点的电场强度、电位移和极化强度;解:?过P点作高斯面得：第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日?电介质内、外表面的极化电荷面密度:内表面:外表面:第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日导体的静电感应过程无外电场时第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日+E外+++++++++第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日++++++++++EE外E感+==内0导体达到静电平衡E外E感第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日金属球放入前电场为一均匀场E+++++++E金属球放入后电力线发生弯曲,电场变为非均匀场第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日⑴导体内部任意一点的场强为零。⑵导体表面处的场强方向与该处表面垂直。（用反证法证明）等势体等势面?导体内:?导体表面:推论：导体是一等势体,表面是一等势面.证明:3.导体的静电平衡条件：“点”指宏观点；导体内部电荷只受静电力的情形。第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日电荷只分布在表面，导体内部没有净电荷.1.实心导体证明：在导体内任取高斯面S:S电荷分布在导体表面三、静电平衡时导体上的电荷分布2.空腔导体(1)腔内无带电体：空腔中无其它带电体,则电荷分布在外表面.证明：绕空腔取高斯面S:即空腔内表面上无净电荷.第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。(2)腔内有带电体+q：未引入+q时+Q腔内表面也没有等量异号电荷.反证法证明：P+-Q与导体是一等势体矛盾.Q+q+qq-引入+q后第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日3.带电导体外表面电荷分布规律曲率大处(尖、凸）,电荷面密度大.曲率小处(平、凹）,电荷面密度小.导线证明:即：将两相距足够远的导体球用导线连接则:第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日避雷针的工作原理云层带电绝大多数带电云底层带负电,顶层带正电接地第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日五、静电屏蔽1.不接地空腔导体，腔外电场对腔内无影响，但腔内电场对导体外的电场有影响。2.接地空腔导体，则内外电场互不影响.+q-q+q+q-q四、带电导体表面附近场强表面附近作小圆柱形高斯面，由高斯定理：第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日孤立导体：不受外界影响的导体（该导体附近无其它带电体）。+q带电2q----电势2V…….9-2电容电容器一、电容1.孤立导体的电容对于一定形状的孤立导体：带电q----电势V，结论：定义C为孤立导体的电容.孤立导体电容的物理意义:使导体升高单位电势所需要的电量.单位：法拉F微法另有：皮法第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日++++++++++例1求半径为R的孤立导体球的电容.解:令球带电q,其电势为:C仅与导体的几何因素有关，与导体是否带电无关。第13页，共43页，星期日，2025年，2月5日按型式分：固定、可变、半可变电容器.2.电容器的电容a）电容器分类:按形状分：柱型、球型、平行板电容器等.共同特点：非孤立导体，由两个能带有等值异号电荷的导体组成。按介质分：空气、云母、陶瓷、电解电容等.b）电容器电容的定义----一个极板所带电量----两个极板间的电势差比值与q无关，由板的形状、大小、相对位置及介质环境决定.称电极或极板第14页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、电容器电容的计算1.平行板电容器已知：设A,B分别带电+q,-qA,B间场强分布:电势