2复习静电场中的导体与电介质.ppt

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1、一理解静电场中导体处于静电平衡时的条件，并能从静电平衡条件来分析带电导体在静电场中的电荷分布.三理解电容的定义，并能计算几何形状简单的电容器的电容.四了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量.教学基本要求二了解电介质的极化及其微观机理，了解电位移矢量的概念，以及在各向同性介质中，和电场强度的关系.了解电介质中的高斯定理，并会用它来计算对称电场的电场强度.静电场中的导体与电介质一静电平衡条件及导体上电荷分布三静电场中的电介质二电容器的电容四静电场的能量导体是等势体1.静电平衡条件（1）导体内部任何一

2、点处的电场强度为零；（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.导体表面是等势面导体内部电势相等一静电平衡条件及导体上电荷分布空腔带电Q,且内有电荷+q结论当空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面有感应电荷（电荷守恒）2.静电平衡导体上电荷分布+++++++++++为表面电荷面密度作园柱形高斯面S导体表面电场强度与电荷面密度的关系导体表面附近任一点的场强与该处电荷面密度成正比导体静电平衡遵循的基本原则:1.静电平衡的条件2.场基本性质方程3.电荷守恒定律有导体存在时静电场场量的计算原则:例1：接地导体球附近

3、有一点电荷,如图所示。求:导体上感应电荷的电量。解:接地即设:感应电量为Q，球在O点产生的电势：点电荷在O点产生的电势：由电势叠加原理：等势体例2有一外半径和内半径的金属球壳，在球壳内放一半径的同心金属球，若使球壳和金属球均带有的正电荷，问两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？解首先应根据静电平衡的条件求电荷分布作球形高斯面作球形高斯面根据静电平衡条件三电容器的电容2圆柱形电容器3球形电容器的电容1平板电容器设1平板电容器++++++------（2）两带电平板间的电场强度（1）设两导体板分别带电（3）两带电平板间的电势差（4）平

4、板电容器电容R1R2l（1）设内、外圆柱面各带有和2圆柱形电容器（3）（2）（4）电容++++----讨论若C=?平行板电容器电容R1R2l++++----3　球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为　和　的两同心金属球面所组成．解设内球带正电（　　），外球带负电（　　）．＋＋＋＋＋＋＋＋孤立导体球电容*电容器的联接并联串联二静电场中的电介质1有介质时的高斯定理2对于各向同性的电介质,介质内部的场强只是自由电荷产生场强的E无论是有极分子的极化，还是无极分子的极化，虽然电介质极化的微观机理不尽相同，但在宏观上都表现为电介质表面出现了极化

5、面电荷。在具有某种对称性的情况下，首先由高斯定理出发解出真空真空介质D线E线P线有介质时求场量的步骤1有介质时的高斯定理适用条件:1、一种各向同性均匀电介质充满整个电场或虽未充满所有空间，但介质表面是等势面2、多种同性均匀介质充满电场空间，但界面皆为等势面++++++++++----------QR0εr1R1R2εr2例1平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。求(1)各电介质层中的场强(2)极板间电势差解做一个圆柱形高斯面同理，做一个圆柱形高斯面•各电介质层中的场强不同•相当于电容器的串联电位移矢量平板电容器中充介质的另一种情况由极

6、板内为等势体考虑到•相当于电容器的并联•各电介质层中的场强相同例2常用的圆柱形电容器，是由半径为的长直圆柱导体和同轴的半径为的薄导体圆筒组成，并在直导体与导体圆筒之间充以相对电容率为的电介质.设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为和.求（1）电介质中的电场强度、电位移；（2）此圆柱形电容器的电容．解（1）真空圆柱形电容器电容（2）单位长度电容四电场的能量电容器贮存的电能电场空间所存储的能量电场能量密度