静电平衡条件教学文案.ppt

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1、静电平衡条件一、导体的静电平衡条件电荷运动的过程非常快。一种平衡被破坏，马上建立起新的平衡。ABA带电体B导体§1静电场中的导体2导体内部和表面都没有电荷定向移动的状态。静电平衡状态:静电平衡条件:AB2、导体外靠近表面地方的场强处处与表面垂直1、导体内部场强处处为零场强电势：静电平衡的导体是个等势体，表面是等势面3P二、静电平衡的导体上的电荷分布1、体内处处无电荷S★静电平衡的导体，感应电荷只分布于导体的表面4P2、导体表面上各处的面电荷密度由高斯定理★导体表面上各处的面电荷密度与当地表面紧邻处的电场强度的大小成正比5“尖端放电”及其应用3、孤立导体表面各处的面电荷密度与各处表面

2、的曲率有关，曲率越大的地方，面电荷密度也越大。尖端放电（高压设备的电极）（高压输电线）（避雷针）6雷击大桥遭雷击后的草地7外E内内?S1、若导体壳包围的空间（腔）无电荷：三、空腔导体静电平衡时的电荷分布内=0E内=0★电荷只分布在外表面，内表面上处处无电荷8外内qS2、若导体壳包围的空间（腔）有电荷：E内0思考：内表面各处的电荷面密度取决于什么呢？★内表面带电-q93、静电屏蔽腔内无电荷的封闭导体壳:空腔内表面无电荷，空腔内部无电力线，空腔内部空间不会受外部电场的影响★把物体放在腔内，导体壳可以把外界电场屏蔽掉，物体不会受到影响10腔内有电荷的封闭导体壳:一个接地的封闭

3、金属壳，可以起到壳内外互不影响的屏蔽作用。11有的精密电学实验应在屏蔽屋中做汽车是个静电屏蔽室12“导体接地”、“两导体用导线相连”13例1.一个金属球A,带电qA,同心金属球壳B,带电qB,如图，试分析它们的电荷分布。1、你能否求出此电荷分布的静电场？2、如果用导线将A、B连接,它们的电荷如何分布？3、你能否求出此电荷分布的静电场？14例2.已知:一均匀带电大平面A,面电荷密度为0，今在其旁放置一块不带电的大金属平板B,求:静电平衡时金属平板B上的感应电荷分布.AB15ABP讨论：放入导体板后空间的场强分布16ABⅢⅠⅡ导体的放入，使得导体所在的空间场强为0，其它区域的场强和只

4、有带电单板A时的场强一致17静电场中的电介质常用的电子元件电容器里是有电介质的，所以本节以电容器为例简单介绍电介质对电场的影响18§2电容器及电容（capacitorcapacity）一.孤立导体的电容★电容只与几何因素和介质有关（固有的容电本领）单位:法拉孤立导体的电势定义电容19例求真空中孤立导体球的电容问题欲得到的电容?孤立导体球的半径20二.电容器的电容设定义电容电容的计算电容器：用于储存电荷的电子元件（常由两金属导体（电极）和填充其间的电介质组成）21典型的电容器平行板d柱形球形22平行板d1、真空电容器的电容◆平行板电容器的电容（固有）23◆球形电容器的电容(自求)球形

5、24◆柱形电容器单位长度的电容设单位长度带电量为柱形<<解：（固有）25典型电容器的电容（真空）平行板d柱形球形262、电介质对电场的影响正是这些极化电荷的电场削弱了电介质中的电场。（无规则，处处电中性）（有规则，表面有极化电荷产生）27实验：插入电介质后，电压变小>1……介质的相对介电常数（相对电容率）随介质种类和状态而改变，无量纲，可实验测定。28电介质的影响29典型电容器的电容（有电介质）令真空电容率介质电容率相对电容率30d导体板S求电容器电容31dS求电容器电容32下面这些说法对不对？“B球上正电荷处电势高,负电荷处电势低。正电荷发出的电力线可以指向它的负电荷”“两球

6、再靠近,再靠近，A球左侧也会出现负电荷”ABAB33将一个带电+Q的导体球A移近一个不带电的导体球B，若以无限远为电势零点。试问B球的电势是正的还是负的？AB34+Q1-Q2它们谁的电势大？电势的正负如何？两个带电导体，导体2有空腔，导体1在空腔内，如图所示。导体1带正电+Q1，导体2带负电-Q2，设它们的周围没有其他带电体，+Q1-Q2+Q1-Q1（1）35一不带电的金属球壳，其腔内有点电荷q，球壳外半径为R.(1)若点电荷在球心，金属球壳电势＝？(2)若点电荷不在球心，金属球壳电势＝？第3题.-qq36原来电中性、半径为R的金属球附近放置一点电荷q（＞0），点电荷距球心为a,如

7、图所示。求：感应电荷在金属球内一点P产生的场强和电势。由叠加原理,及导体静电平衡条件，【解】设感应电荷为.感应电荷的场强，所以qaPqaP37若r>a：Pq’>0;若r0）半径为R1的导体球，球外同心地放置一个不带电的金属球壳，球壳内、外半径为R2,R3(2)再把内球接地，求内球的电量和外球壳的电势(1)把外球壳接地后，再与地绝缘，求电势分布