物理 静电场中的电介质2

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1、一孤立导体的电容孤立导体：空间只有一个导体，在其附近没有其它导体和带电体电荷分布只与表面几何形状有关QnQnσσn1单位：定义：孤立导体的电容为孤立导体所带电荷Q与其电势的比值.2物理意义：使导体升高单位电势所需电量反映导体储存电荷的本领影响因素：与导体的形状、大小和周围介质有关与Q、无关3例球形孤立导体的电容地球解让导体球带电Q,电荷分布在导体球外表面，相当于一个均匀带电球面，电势值4q在导体A的近旁有其它导体，则这导体的电势不仅与它自己所带电量Q的多少有关，还取决于其它导体的位置、形状及电量。电荷q使邻近导体表面产生感应电荷，它们将

2、影响空间的电势分布和每个导体的电势。二电容器1电容器及其电容5如何解决？用一个封闭的导体壳B把导体A包围起来，并将B接地壳外的导体就不会影响A的电势。这时若使导体A带电Q，导体壳B的内表面将带电-Q，随着Q的增加，腔内的场强将按比例地增大，因此仍可定义它的电容为电容的定义式6导体壳B和其腔内的导体A组成的导体系，叫做电容器。组成电容器的两导体叫做电容器的极板。电容器的电容为电容器一块极板所带电量绝对值Q与两极板电势差的比值.7电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关.注意思考：电容器的电容能不能定义为C=Q/A影

3、响A的因素有哪些？8按形状：柱型、球型、平行板电容器按型式：固定、可变、半可变电容器按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等特点：非孤立导体，由两极板组成2电容器的分类9固定电容器可变电容器微调电容器电解电容器+-电容器的符号：103电容器电容的计算（1）设两极板分别带电Q（3）求两极板间的电势差U步骤（4）由C=Q/U求C（2）求两极板间的电场强度11例1平行平板电容器解++++++------12例2球形电容器的电容设内外球带分别带电Q＋＋＋＋＋＋＋＋解13孤立导体球电容＋＋＋＋＋＋＋＋14电容为令通常情况下15设内外球带分别带电Q＋＋＋＋

4、＋＋＋＋如外部存在其他带电体，以上计算电容的过程需修正吗？A,B的电势变吗？若内部存在带电体呢？qQout16例3圆柱形电容器设两圆柱面单位长度上分别带电解++++----++++----17平行板电容器电容++++----++++----18（4）电介质电容器真空电容器与充满某种均匀电介质时电容器相比r叫做介质的相对相对介电常量（相对电容率），它是表征电介质本身特性的物理量，是一个无量纲的纯数。叫做电介质的电容率，单位与真空电容率相同。19注意：1电容器是一种特制的两导体系统极板间的电场分布仅由两极板的几何形状和相对位置决定——静电屏蔽

5、作用严格说来，两极板应形成封闭空腔。当两块面积很大的导体板靠得很近时，板间区域可视为导体空腔。20两极板带的电量一定是等量异号的——两极板相向的两表面所带电量。电容器的电量任一极板电量的绝对值2任意导体组存在电容，一般不称为电容器——电容受周围导体的影响，不固定。21设两金属线的电荷线密度为例4两半径为R的平行长直导线，中心间距为d，且dR,求单位长度的电容.解2223三电容器的并联和串联工厂生产的电容器是系列化的，当遇到所需的电容器在电容的数值或耐压能力方面不能满足要求时，可以把几个电容器并联或串联起来使用电容器的性能指标耐压，指电容器工

6、作时所能承受的电压值。电容量：电容器的电容值。241电容器的串联总电容的倒数是各电容器电容的倒数之和总电容C比串联的任一电容器的电容都小。电容器串联的物理实质相当于增加了极板的间距。252电容器的并联其物理实质相当于增加了电容器的极板面积。26例5一球形电容器内外薄球壳的所带电量分别为q和Q，电势差为U,则其电容为（）27例6三平行板A、B、C面积均为200cm2,A、B间相距4.0mm.A、C间相距2.0mm,B和C两板都接地.如果使A板带正电310-7C,求:(1)B、C板上感应电荷；(2)A板的电势.28分析:由导体静电平衡性质及电荷守

7、恒求解.由电荷守恒,得(1)因B、C两板接地解:(1)设A板的带电量为q,静电平衡时,B、C两板在相对A板一侧表面有感应电荷分布,分别设为、.(2)AABC29其中(3)联立(1)、(2)、(3),可解得(2)因B、C两板接地,故30等效于两个电容器的并联.AABCAACB31例7一球形电容器内外薄球壳的半径分别为R1和R4，今在两壳之间放一个内外半径为R2和R3的同心导体球壳。求半径为R1和R4两球面间的电容。3233总电容为同样解得上述结果。本题也可用电容器的串联解，看成R1、R2构成的电容C1与R3、R4构成的电容C2的串联。341电荷连

8、续分布的带电体的能量表示带电体上所有电荷在dq所在位置处的电势，q积分范围遍及所有存在电荷的地方。一　电容器的电能35+++++++++2.带电导体