导体和电介质中的静电场课件.ppt

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1、静电平衡条件：导体内部场强处处为零场强电势导体为一等势体导体表面场强垂直于导体表面导体表面是一个等势面静电平衡时导体上电荷的分布结论：电荷分布在导体表面。导体内部无电荷。1.实心导体2.空腔导体（腔内无电荷）结论：电荷分布在外表面上（内表面无电荷）。3.空腔导体（腔内有电荷）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，外表面产生感应电荷。例1.证明两无限大平行金属板达到静电平衡时，其相对两面带等量异号电荷，相背两面带等量同号电荷。证明：从左至右一共有四个带电平面，设其所带电荷的面密度依次为1、2、3、4。以向右作为电场正向。左边导体中任意一

2、点的场强：相对两面带等量异号电荷.相背两面带等量同号电荷.证毕.在右边导体中任取一点，则该点例2一个半径为R的接地导体球，距球心d处有一点电荷q,求导体球上感应电荷电量。解：q在球心产生的电势为：设球面上感应电荷总量为q/，q/在球心产生的电势为：因为球接地,所以球心电势所以球心电势：解得例3有一外半径R1，内半径R2的金属球壳，在球壳中放一半径R3的同心金属球，若使球壳和球均带有正电荷q，问两球体上的电荷如何分布？球心电势为多少？解：小球为等势体，其电势为：总结：有导体存在的静电场强与电势的计算在计算有导体存在时的静电场分布时，首先根据:静电平衡时导体内部场强为

3、零和电荷守恒定律、确定导体上电荷新的分布量，然后由新的电荷分布求电场的分布。§9-3电容器的电容这个常数只与导体自身的形状，大小有关;与导体的电量无关，也与导体金属的种类无关,其反映的是孤立导体储存电能的本领，称之为电容。即单位一孤立导体的电容例孤立导体球的电容地球纸质电容器陶瓷电容器电解电容器钽电容器可变电容器电容器：任何两个彼此相隔一定距离而又彼此绝缘的导体组合。两块导体称为电容器的极板。二电容器的电容电容器电容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.三电容器电容的计算1）设两极板分别带电；步骤3）求；2）求；4）求.1平行板电

4、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）平板电容器电容2柱形电容器（3）（2）（4）电容++++----（1）设两导体圆柱面分别带电3　球形电容器球形电容器是由半径分别为　和　的两同心金属球壳所组成．设内球带正电（　　），外球带负电（　　）．＋＋＋＋＋＋＋＋*电容孤立导体球电容有介质时电容器的电容：相对电容率介质电容率电容器的连接耐压值-----电容器两极板间可以承受的最大电压。2、电容器的串联:1、电容器的参数：电容值-----电容的大小。提高耐压电量相等3、电容器的并联:增大电容电压相等例

5、平行平板电容器的极板是边长为的正方形，两板之间的距离.如两极板的电势差为，要使极板上储存的电荷,边长应取多大？Sd解：§9-4§9-5§9-6静电场中的电介质为了突出电介质与导体的不同，通常将电介质看作理想的绝缘体，即无可自由移动的电荷。一电介质对电场的影响实验现象:+++++++-------+++++++-------二、电介质的极化1、电介质的微观结构1)分子中等效正、负电荷的“中心”一个中性分子所带正电荷与负电荷的量值总是相等的。电介质原子中的电子被原子核束缚的很紧，不能自由移动。介质内部没有可以自由移动的电荷。负电荷中心正电荷中心++H+HO等效的正、

6、负点电荷所在的位置称为等效正、负电荷的“中心”。-++OH+H++H2OH+++-+H+H+NNH3（氨）2)电介质的分类①有极分子：正电荷中心同负电荷中心不重合的分子，如HCl、H2O、CO、SO2、NH3…..。+-+-②无极分子：正电荷中心同负电荷中心重合的分子，如所有的惰性气体、CH4等。--+HeH+++-++H+H+H+CH4（甲烷）CHe+--+-+-+-+-+-+-+-+-+-无电场时：+-+-+-+-+-+-+-+-+-1)位移极化（无极分子）有电场时：2、电介质的极化+-+-+-+-+-+-+-+-+-无电场时：+-+-+-+-+-+-+-+-

7、+-有电场时：2）取向极化（有极分子）在两个与外场垂直的端面上将出现极化电荷──但这种电荷不能脱离分子，又不能在介质中自由移动，故又谓之束缚电荷；++++++------+++++++++++-----------自由电荷极化电荷三、电介质的极化规律☆介质中的总场++++++------+++++++++++-----------四、有电介质时的高斯定理电位移矢量（均匀各向同性介质）++++++------+++++++++++-----------穿过闭合面的电位移通量，等于面内自由电荷的代数和。有介质时的高斯定理☆利用电介质中的高斯定理可以求介质中的场强，其步

8、骤与应用真