9-1电介质导体电容

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1、9.1.1静电感应、静电平衡。1、导体：物体内具有大量的可以自由移动电荷。2、静电感应现象：金属导体-f静电感应现象:导体在电场的作用下，导体内电荷重新分布使导体表面呈现出带电现象。++++++++带电体Q感应电荷第9章静电场中的导体和电介质§9-1静电场中的导体、静电平衡。，只要≠0，3、导体的静电平衡-ff自由电子继续向左移动导体内。导体内E=0电子定向移动停止。导体处于平衡状态。静电平衡：导体内无电子定向移动的状态。＋＋＋＋＋-----E=04、静电平衡的条件（１）、导体内场强处处为零。（２）、导体表面处的场强垂直于导体表面。推论：（１）、导体是个等势体。（２）、导体表面是个等

2、势面。9.1.2导体静电平衡时电荷分布１、无空腔导体，带有＋Q的电量。导体内，任取一高斯面Ｓ。静电平衡下，导体所带电荷只能分布在导体表面上。导体内无净余电荷。＋QS＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋结论：，，+qq+q２空腔导体，带有＋Q的电量a、腔内无电荷导体内，任取高斯面S。电荷只能分布在导体外表面上。＋Ｑss＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋b、空腔内有电荷＋q腔内靠近内表面取高斯面S1导体内靠近内表面取高斯面S２说明正电荷所发出的电场线将终止于内表面，内表面将呈现-q的电荷。外表面将感应出+q电荷。，，S2S1C、空腔带电+Q，腔内有电荷+q9.1.3静电屏蔽------++++

3、+E=0+++++++q-------+++++++-q+++QQ+q+q结论：空腔导体可隔离外部电场不对内部产生影响。静电平衡下的导体所带电荷只能分布在导体内外表面下，导体内无净余电荷--+-------+-----+++++++++结论：一个接地的空腔导体可以隔离内外电场的相互影响。称为静电屏蔽静电屏蔽的应用：1、屏蔽室；2、高压设备外的铁丝网；3、高压带电作业时的屏蔽服。1、导体面电荷密度σ与曲率半径ρ关系可以证明：++++++++++++++++++++++9.1.4导体表面附近的电场强度2、导体表面场强E与面电荷密度σ的关系E+σSS0靠近导体表面取对称闭合柱面S为高斯面.

4、底面为S0高斯定理：++++++++说明：面电荷密度大的地方场强大。尖端放电：++++++++++++++++-+尖端放电的应用：避雷针避免尖端放电：1、瓷瓶的制作；2、导线的连结。例题9-1自看！由高斯定理可得场强分布球壳内表面将感应出-q的电荷，球壳外表面将呈现q+Q的电荷。R1R2R3OqQ----------qq+Q例题半径为R1的导体球带有电荷q,球外有一内外半径分别为R2、R3的同心导体球壳，球壳上带有电荷Q。求：球与球壳的电势U1和U2及它们的电势差U12。解：导体球的电势导体球壳的电势R1R2R3OqQ----------qq+Q导体球与球壳间的电势差或当这一导体组合

5、确定以后电势差与所带电荷成正比说明：R1R2R3OqQ----------qq+Q若球壳接地，U2=0，球与球壳之间的场强不变。§9-2电介质和导体9.2.1电介质的极化电介质的特点：（1）介质分子形成稳定结构，外层电子和原子核的相互作用力较大，电子呈束缚状态，没有电子可以自由移动；（2）在外电场作下，外层电子难以挣脱原子核的束缚，只会发生一个微小的位移，产生极化现象。物质从其导电性能可分为导体、半导体和绝缘体，绝缘体也称为电介质。电介质可分为两类：无极分子和有极分子无极分子:正负电荷中心重合。+----cHHHHCH4有极分子：正负电荷中心不重合。-++1050OHHP分子电矩H2

6、O加入外电场E0无极分子正负电荷中心发生相对位移，产生分子电矩。方向与外场方向相同。无极分子电介质的极化+--+与电场垂直的表面上呈现带电层，产生极化，称为位移极化。介质表面的电荷称为极化电荷。E0越大，极化电荷越多，介质极化程度越强。-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ff有极分子电介质，在外电场作用下，分子电矩沿外电场方向趋向。产生极化称为趋向极化。E0越大，分子电矩排列越整齐，极化电荷越多，介质极化程度越高。有极分子电介质的极化加入外电场E0电介质的极化：各向同性电介质在外电场的作用下，介质表面呈现出正负电荷层的现象。称为电介质的极化。表面所呈现的电荷称为极化电

7、荷或束缚电荷。极化电荷产生附加电场，介质内的场强为原有外场与附加电场的矢量叠加。电介质内的场强为实验证明εr称为电介质的相对电容率。1、介质中的场强记9.2.2电介质中的高斯定理+++---当两板间为真空时当两板间充满介质时由场强叠加原理-------------------合场强E的方向与E0的方向相同。总是小于（以充电平板电容器为例）2、束缚电荷与自由电荷的关系：根据实验根据高斯定理:令：电位移矢量3、电介质中的高斯定理----------------