静电场中的导体与电介质---常见疑问解答

《静电场中的导体与电介质---常见疑问解答》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、静电场中的导体与电介质---常见疑问解答1.无限大均匀带电平面（面电荷密度为σ）两侧场强为，而在静电平衡状态下，导体表面（该处表面面电荷密度为σ）附近场强为，为什么前者比后者小一半？参考解答：关键是题目中两个式中的σ不是一回事。下面为了讨论方便，我们把导体表面的面电荷密度改为σ′，其附近的场强则写为对于无限大均匀带电平面(面电荷密度为σ)，两侧场强为.这里的σ是指带电平面单位面积上所带的电荷。对于静电平衡状态下的导体，其表面附近的场强为这里的σ′是指带电导体表面某处单位面积上所带的电荷。如果无限大均匀带电平面是一个静电平衡状态下的无限大均匀带电导体板，则σ是此导体板的

2、单位面积上(包括导体板的两个表面)所带的电荷，而σ′仅是导体板的一个表面单位面积上所带的电荷。在空间仅有此导体板（即导体板旁没有其他电荷和其他电场）的情形下，导体板的表面上电荷分布均匀，且有两表面上的面电荷密度相等。在此情况下两个面电荷密度间的关系为σ=2σ′。这样，题目中两个E式就统一了。2.把一个带电物体移近一个导体壳，带电体单独在导体壳的腔内产生的电场是否为零？静电屏蔽效应是如何发生的？参考解答：把一个带电物体移近一个导体壳时，带电体单独在导体壳的腔内产生的电场不是零，因为带电物体在空间任何一点都可以产生电场。本题正确的说法是：带电物体上的电荷和导体壳外表面上的

3、感应电荷在导体壳外表面以内空间（包括导体金属部分占据的空间和导体壳的腔内空间）所产生的合电场为零（详细解释仍需用到“惟一性定理”），也可以说是在导体壳外表面以内空间，导体壳外表面上感应电荷的电场把带电物体上电荷所产生的电场给抵消了。正因有以上结论，一个导体壳可以保护其腔内空间不受导体壳外带电体的影响，这就是静电屏蔽（接地导体壳可保护壳外空间不受腔内带电体的影响也是静电屏蔽）。可见，把静电屏蔽说成是“导体壳外带电体不在导体壳腔内产生电场”，或说成是“导体壳把壳外带电体的电场给挡住了”都是错误的。63.由极性分子组成的液态电介质，其相对介电常量在温度升高时是增大还是减小？

4、参考解答：由极性分子组成的电介质（极性电介质）放在外电场中时，极性分子的固有电矩将沿外电场的方向取向而使电介质极化。由于极性分子还有无规则热运动存在，这种取向不可能完全整齐。当电介质的温度升高时，极性分子的无规则热运动更加剧烈，取向更加不整齐，极化的效果更差。此情形下，电极化强度将会比温度升高前减小。在电介质中的电场不太强时，各向同性电介质的和间的关系为.很明显，在同样的电场下，当温度升高后，相对介电常量εr要减小。4.有人认为在电场中有电介质存在的情况下，电介质内外任一点的电场强度E都比自由电荷分布相同而无介质时的电场强度E0要小．请指出这一认识是否正确，并举例说明

5、．参考解答：不正确．设为导体上自由电荷产生的电场强度，为电介质上束缚电荷产生的电场强度，为有电介质存在时的总场强．如图所示，在介质外的电场中，有些地点如图中P2、P3，；有些地点如图中P1点；仅在电介质内部各点．具体地说在P1点：；在P2点：在P3点：；在电介质中P点处：.5.有人认为在任何情况下电位移矢量只与自由电荷有关，而与束缚电荷无关．请指出这一认识是否正确？并简要说明理由．参考解答：不正确．从的普遍定义看，，式中和是与自由电荷和束缚电荷都有关的，所以不但与自由电荷有关，而且与束缚电荷也有关．66.有一上下极板成θ角的非平行板电容器（长为a,宽为b），其电容如何

6、计算？参考解答：设一平行板电容器是由长为a,宽为b的两导体板构成,板间距为d,则电容为若该电容器沿两极板的长度同一方向有dx的长度增量,则电容为在此基础上推广到如图所示的电容器，可以认为是在的基础上,上极板沿与长度方向成θ角度连续增加到b,下极板沿长度方向连续增加到bcosθ构成，把该电容器看成是由两个电容器并联时，该电容器的电容为即非平行板电容器的电容，7.一对相同的电容器．分别串联、并联后连接到相同的电源上，问哪一种情况用手去触及极板较为危险？说明其原因．参考解答：人体触及带电体时，因存在电势差，带电体通过人体与大地或其他导体形成电流回路．当通过人体的电流值超过安

7、全电流值时，会因电击而引起人体伤害或致命，这就是“触电”事故：若通过人体的电流值虽未超过安全电流值，但通电时间较长，也会因电流的热效应等对人体造成伤害，甚至导致死亡．所以，用手去触及带电电容器极板的危险来自通过人体的放电电流及其维持的时间，即与所触及的电容器所储存的电场能量有关．两个相同的电容器，串联或并联后的等效电容器的电容量不同，与电动势相同的电源相连接后，两个电容器组所储存的电场能量是不同的．串联时，等效电容器的电容量C1小于单个电容器的电容量C．本题中C1=C/2.并联时．等效电容器C2极板上的电荷量为各电容器极板上的电荷量之和．所以，等效电