静电场中导体和电介质课件.ppt

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1、一、导体的静电平衡性质无外电场时第十章静电场中的导体和电介质10-1静电场中的导体1导体的静电感应过程加上外电场后E02导体的静电感应过程加上外电场后E0+3导体的静电感应过程加上外电场后E0++4导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++5导体的静电感应过程加上外电场后E0+++6导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++7导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++8导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++++9导体的静电感应过程加上外电场后E0++++++10导体的静电感应过程加上外电场后E0++++++++11导体的静电感应过程+加

2、上外电场后E0+++++++++12++++++++++导体达到静电平衡E0感应电荷感应电荷13金属球放入前电场为一均匀场14金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++15⑴导体内部任意点的场强为零。⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。等势体等势面导体内导体表面静电平衡性质(3)导体是等势体，导体表面是等势面,且导体内部等势等于导体表面等势16导体内没有净电荷，电荷只分布在导体表面上。++++++++++++++++二、静电平衡下导体上的电荷分布1、实心导体172、空心导体,腔内无导体空腔内表面没有电荷，电荷只分布在外部表面。在导

3、体内包围空腔作高斯面S。则：=018腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。未引入q1时放入q1后3、空心导体,腔内有导体+19表面附近作圆柱形高斯面二、导体表面外侧的场强尖端放电1.电场强度与电荷面密度的关系20导线证明:即用导线连接两导体球则2.电荷面密度与曲率的关系导体表面曲率较大的地方，电荷密度也较大。21导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。静电场中的孤立带电体：导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度

4、较大曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小导体表面上的电荷分布223.尖端放电尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。——形成“电风”23++++++++Q咯咯嚓嚓防上静电干扰的思路：1）“躲藏起来”2）大家自觉防止静电场外泄++++++++Q+++实验：+四、静电的应用24解释：++++++++++++++----------++++++++++++++--------------------+-++++++++Q++结论：一个接地的金属壳（网）既可防止壳外来的静电干扰

5、，又可防止壳内的静电干扰壳外25实际中大量应用：1）测试用的屏蔽室2）无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压带电作业中的均压服。3）变压器中的屏蔽层。初级次级26静电屏蔽接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；++++27电荷守恒定律静电平衡条件电荷分布五、有导体存在时场强和电势的计算28例1.已知：导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边放入导体板B。求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布(2)将B板接地，求电荷分布a点b点A板B板29解方程得:电荷分布场强分布两板之间板左侧板

6、右侧30(2)将B板接地，求电荷及场强分布板接地时电荷分布a点b点31场强分布电荷分布两板之间两板之外32例2.已知R1R2R3qQ求①电荷及场强分布；球心的电势②如用导线连接A、B，再作计算解:由高斯定理得电荷分布场强分布33球心的电势场强分布34球壳外表面带电②用导线连接A、B，再作计算连接A、B，中和35练习已知:两金属板带电分别为q1、q2求：1、2、3、436问题：1、在两板间插入一中性金属平板，求板面的电荷密度。2、如果第三板接地，又如何？3、剪掉第三板接地线，再令第一板接地，又如何？37一、孤立导体的电容孤立导体：附近没有其他

7、导体和带电体单位：法拉（F）、微法拉（F）、皮法拉（pF）孤立导体的电容孤立导体球的电容C=40R电容——使导体升高单位电势所需的电量。10-2电容电容器38导体组合,使之不受周围导体的影响——电容器电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号电荷q时，电量q与两极板间相应的电势差uA-uB的比值。二、电容器391.平行板电容器已知：S、d、0设A、B分别带电+q、-qA、B间场强分布电势差由定义讨论与有关；402.圆柱形电容器已知：设场强分布电势差由定义413.球形电容器已知设+q、-q场强分布电势差由定义讨论孤立导体的电容42例平

8、行无限长直导线已知:a、d、d>>a求:单位长度导线间的C解:设场强分布导线间电势差电容431.电容器的串联C1C2C