最新大学物理王洪涛ch74教学讲义PPT.ppt

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1、大学物理王洪涛ch74§7-6静电场中的导体-F-+E=0------++++++静电感应：在外电场影响下，导体表面不同部分出现正负电荷的现象。一、导体的静电平衡静电平衡：导体内部和表面没有电荷的宏观定向运动。E静电平衡时导体中的电场特性1、导体内部的场强处处为零。导体表面的场强垂直于导体的表面。2、导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个等势体。E=0E-F3、静电平衡下的孤立导体，其表面处面电荷密度与该表面曲率有关，曲率（1/R）越大的地方电荷密度也越大，曲率越小的地方电荷密度也小。++++++++++++++++++++++

2、++++++++RRRRR例1、两个半径分别为R和r的球形导体（R>r），用一根很长的细导线连接起来（如图），使这个导体组带电，电势为V，求两球表面电荷面密度与曲率的关系。Q解:两个导体所组成的整体可看成是一个孤立导体系，在静电平衡时有一定的电势值。设这两个球相距很远，使每个球面上的电荷分布在另一球所激发的电场可忽略不计。细线的作用是使两球保持等电势。因此，每个球又可近似的看作为孤立导体，在两球表面上的电荷分布各自都是均匀的。设大球所带电荷量为Q，小球所带电荷量为q，则两球的电势为Q可见大球所带电量Q比小球所带电量q多。两球的电荷密度分

3、别为可见电荷面密度和曲率半径成反比，即曲率半径愈小（或曲率愈大），电荷面密度愈大。尖端放电对于有尖端的带电导体，尖端处电荷面密度大，则导体表面邻近处场强也特别大。当场强超过空气的击穿场强时，就会产生空气被电离的放电现象，称为尖端放电。三、空腔导体内外的静电场(1)腔内无带电体假设内表面一部分带正电，另一部分带等量的负电，则必有电场线从正电荷出发终止于负电荷。取闭合路径L，一部分在空腔，一部分在导体中。与静电场环路定理矛盾，原假设不成立。※导体内部及腔体的内表面处处无净电荷。内表面电荷代数和为零。※空腔导体外的电场由空腔导体外表面的电荷分

4、布和其它带电体的电荷分布共同决定。(2)空心导体，空腔内有电荷q1、电荷分布在导体内外两个表面，内表面带电荷-q。++++++++++++------------+q2、腔内电场由腔内带电体和腔内表面的电荷共同决定，与导体外其它带电体无关3、腔外电场由导体外表面上的电荷即腔外其他带电体的电荷分布决定，与腔内情况无关。+++++++++++++q------------+q------------接地后，导体外表面的电荷为0，外电场消失，对外就像一个不带电的导体，导体内的带电体也不会对外界产生影响。四、静电屏蔽1、空腔导体，腔内没有电荷空

5、腔导体起到屏蔽外电场的作用。接地的空腔导体可以屏蔽内、外电场的影响。使导体空腔内的电场不受外界的影响或利用接地的空腔导体将腔内带电体对外界的影响隔绝的现象。静电屏蔽：2、空腔导体，腔内存在电荷E=0法拉第对800千伏火花放电的屏蔽实验（笼中乃法拉第本人）R3R2R1++++++++++++++++++++--------例题1有一外半径R1，内半径为R2的金属球壳。在球壳中放一半径为R3的金属球，球壳和球均带有电量10-8C的正电荷。问：（1）两球电荷分布。（2）球心的电势。（3）球壳电势。2341q1q2BA正例题2两块大导体

6、平板，面积为S，分别带电q1和q2，两极板间距远小于平板的线度。求平板各表面的电荷密度。++++++++A§7-7电容器的电容一、孤立导体的电容一孤立导体A（附近无其他物体影响）带电量为q其电势：其比值只决定于导体大小形状与q,V无关电容定义：孤立导体所带电量Q与其电势U的比值。单位：法拉“F”F=C·V-1真空中孤立导体球的电容：++++++++A电容的物理意义：使导体升高单位电势所需的电荷量。BD++++++++A非孤立导体带同样电量q其电势V不是恒量，其电容大小就会受到其他带电体的影响。利用静电屏蔽消除其它导体的影响，如图，用一个

7、封闭的导体B包围A，则AB间的电势差不受其它物体的影响。称A和B构成的导体系为电容器。二、电容器的电容电容器：一种储存电能的元件。由电介质隔开的两块任意形状导体的组合。两导体称为电容器的极板。极板电量q与极板间电势差U之比值。电容器的符号：电容器电容：电容器的电容值与电容器所带电量无关，只与两极板的大小、形状、相对位置和极板间电介质的电容率有关。几种常见电容器说明：2、q为任一极板所带的电量的绝对值，取正值1、C在数值上等于升高单位电压所需要增加的电量，反映电容器贮存电荷本领的大小的物理量。3、C与q的多少无关，只由电容器本身的性质决

8、定4、电容器除了贮存电荷之外还有很多应用，如交流电路中电流和电压的控制，发射机中振荡电流的产生，接收机中的调谐，整流电路中的滤波等电容器的性能指标如：计算电容器电容的步骤：2、计算极板间的场强E3、计算极板