《电势电势差》ppt课件

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1、§8.5电势电势差•电势差一.电势单位正电荷自ab过程中电场力作的功。•电势定义单位正电荷自该点“势能零点”过程中电场力作的功。arq•点电荷的电势二.电势叠加原理•点电荷系的电势P对n个点电荷在点电荷系产生的电场中，某点的电势是各个点电荷单独存在时，在该点产生的电势的代数和。这称为电势叠加原理。对连续分布的带电体三.电势的计算方法（1）已知电荷分布（2）已知场强分布均匀带电圆环半径为R，电荷线密度为。解建立如图坐标系，选取电荷元dq例圆环轴线上一点的电势求RPOxdqr半径为R，带电量为q的均匀带电球体解根据高斯定律可得：求带电球体的电势分布例++++++RrP对球外一点P对球

2、内一点P1P1§8.6等势面电势与电场强度的微分关系一.等势面电场中电势相等的点连成的面称为等势面。等势面的性质:(1)证明:(2)规定相邻两等势面间的电势差都相同等势面密大等势面疏小pQ(3)电场强度的方向总是指向电势降落的方向设等势面上P点的电场强度与等势面夹角为,把q0在等势面上移动,电场力作功为uu+du二.电势与电场强度的微分关系取两个相邻的等势面，等势面法线方向为任意一场点P处电场强度的大小等于沿过该点等势面法线方向上电势的变化率，负号表示电场强度的方向指向电势减小的方向。把点电荷从P移到Q，电场力作功为：，设的方向与相同，PQ在直角坐标系中另一种理解电势沿等势面法线方向

3、的变化率最大电场强度在l方向的投影等于电势沿该方向变化率的负值某点的电场强度等于该点电势梯度的负值，这就是电势与电场强度的微分关系。例求（2，3，0）点的电场强度。已知解§8.7静电场中的导体一.导体的静电平衡1.静电平衡导体内部和表面上任何一部分都没有宏观电荷运动，我们就说导体处于静电平衡状态。2.导体静电平衡的条件导体表面3.静电平衡导体的电势导体静电平衡时，导体上各点电势相等，即导体是等势体，表面是等势面。由导体的静电平衡条件和静电场的基本性质，可以得出导体上的电荷分布。1.静电平衡导体的内部处处不带电证明：在导体内任取体积元由高斯定理体积元任取二.导体上电荷的分布导体中各处

4、如果有空腔且空腔中无电荷,可证明电荷只分布在外表面。如果有空腔且空腔中有电荷,则在内外表面都有电荷分布，内表面电荷与q等值异号。+q---------------2.静电平衡导体表面附近的电场强度与导体表面电荷的关系设导体表面电荷面密度为P是导体外紧靠导体表面的一点,相应的电场强度为根据高斯定理:++++ds+++++孤立导体+++++++++++++++++++导体球孤立带电4.静电屏蔽(腔内、腔外的场互不影响)腔内腔外内表面外表面导体由实验可得以下定性的结论：在表面凸出的尖锐部分电荷面密度较大，在比较平坦部分电荷面密度较小，在表面凹进部分带电面密度最小。ABC3.处于静电平衡的

5、孤立带电导体电荷分布如图所示,导体球附近有一点电荷q。解接地即由导体是个等势体O点的电势为0则接地后导体上感应电荷的电量设感应电量为Q0？例求两球半径分别为R1、R2，带电量q1、q2，设两球相距很远，当用导线将彼此连接时，电荷将如何分布？解设用导线连接后，两球带电量为R2R1如果两球相距较近，结果怎样？例思考已知导体球壳A带电量为Q，导体球B带电量为q(1)将A接地后再断开，电荷和电势的分布；解A与地断开后,ArR1R2B-q电荷守恒(2)再将B接地，电荷和电势的分布。A接地时，内表面电荷为-q外表面电荷设为设B上的电量为根据孤立导体电荷守恒例求(1)(2)B球圆心处的电势总结(有导

6、体存在时静电场的计算方法)1.静电平衡的条件和性质:2.电荷守恒定律3.确定电荷分布,然后求解ArR1R2B-q电容只与导体的几何因素和介质有关，与导体是否带电无关三.导体的电容电容器1.孤立导体的电容单位:法拉(F)孤立导体的电势孤立导体的电容++++++++++++++++Qu↑E↑求半径为R的孤立导体球的电容.电势为电容为R若R=Re,则C=714F若C=110–3F,则R=?C=110-3F啊,体积还这么大!1.8m9m通常，由彼此绝缘相距很近的两导体构成电容器。极板极板+Q-Qu使两导体极板带电两导体极板的电势差2.电容器的电容电容器的电容电容器电容的计算Q电容

7、器电容的大小取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间介质。duS+Q-Q(1)平行板电容器(2)球形电容器R1+Q-QR2ab(3)柱形电容器R1R2l若R1>>R2-R1,则C=?讨论uR1R2l电容器的应用：储能、振荡、滤波、移相、旁路、耦合等。电容器的分类形状：平行板、柱形、球形电容器等介质：空气、陶瓷、涤纶、云母、电解电容器等用途：储能、振荡、滤波、移相、旁路、耦合电容器等。2.5厘米高压电容器(20kV5~21F)(提高功