大学物理课件静电场中的导体和电介质.ppt

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1、导体与电介质静电场中的电介质导体conductoranddieletricinelectrostaticfield1导体静电感应静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用一、导体的静电平衡导体内有大量自由电子。自由电子在导体内作不停的热运动若导体无外加电荷或受外电场作用自由电子分布均匀导体整体不显电性若施以外电场自由电子定向漂移电荷重新分布导体两端出现等量异号电荷称为静电感应静电感应所产生的感生电荷产生一个附加电场导体内合电场为2导体静电平衡静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用导体内有大量自由电子

2、。一、导体的静电平衡若施以外电场自由电子定向漂移电荷重新分布导体两端出现等量异号电荷称为静电感应静电感应所产生的感生电荷产生一个附加电场导体内合电场为导体内合电场为静电平衡导体达到导体内合电场自由电子停止定向漂移自由电子不断漂移附加电场不断增大3静电平衡条件导体达到静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零导体表面的场强处处垂直于导体表面导体内不论导体的内部或表面，均无电子作定向运动此时导体的整体成为等势体表面等势面成为4等势体等势面导体内导体表面5金属球放入前电场为一均匀场6金属球放入后电力线发生弯曲电场为一

3、非均匀场+++++++7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82、空心导体,腔内无电荷空腔内表面没有电荷，电荷只分布在外部表面。在导体内包围空腔作高斯面S。则：=09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,腔内有电荷+10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11导线证明:即用导线连接两导体球则2.

4、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。12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133.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”14++++++++Q咯咯嚓嚓防上静电干扰的思路

5、：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15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，又可防止壳内的静电干扰壳外16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17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

6、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；++++18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19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20解方程得:电荷分布场强分布两板之间板左侧板右侧ⅠⅡⅢ21(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22场强分布电荷分布两板之间两板之外23例2.已知R1R2R3qQ求①电荷及场强分布；球心的电势②如用导

7、线连接A、B，再作计算解:由高斯定理得电荷分布场强分布24球心的电势场强分布25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26练习已知:两金属板带电分别为q1、q2求：1、2、3、427中间绝缘的两导体极板构成电容器；电容器的基本功能是储存电荷；储存电荷能力大小用电容C来量度。一、电容器及其电容10-2电容电容器+q-qAB单位：法拉（F），二、孤立导体的电容28三、电容的计算计算电容器电容的一般步骤是：（1）设两极板带电±Q，求电场强度（2）场强积分计算电势差（3）代入公式291.

8、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；302.圆柱形电容器已知：设场强分布电势差由定义313.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321.电容器的串联C1C2C3C4UC三.电容器的联接U332.电容器的并联abC1C2C3C4U34电介质电介质（电绝缘体）一、即使在外电场作用电介质中的电子受所属原子的原子核很强的束缚，无自