静电场中的导体.ppt

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1、9静电场中的导体和电介质9.1.1．导体的静电平衡条件静电平衡时体内导体的特点：自由电子，但不能逸出导体++++++导体是等势体导体表面是等势面导体内部电势相等推论：9.1.2静电平衡时导体上的电荷分布++++++++++结论导体内部无电荷1实心导体2有空腔导体空腔内无电荷电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？若内表面带电所以内表面不带电++--结论电荷分布在外表面上（内表面无电荷）++++++++++矛盾导体是等势体空腔内有电荷电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？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

2、表面有感应电荷（电荷守恒）+++++++++++为表面电荷面密度作钱币形高斯面S3导体表面电场强度与电荷面密度的关系表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比+++++++++注意导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.4导体表面电荷分布尖端放电现象尖端放电现象的利与弊带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电.导线证明:即用导线连接两导体球则5．静电屏蔽1屏蔽外电场外电场空腔导体可以屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.

3、空腔导体屏蔽外电场接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.问：空间各部分的电场强度如何分布？接地导体电势为零2屏蔽腔内电场++++++++有导体存在时静电场的分析与计算导体上的电荷重新分布电场利用：相互影响静电场的基本规律（高斯定理和环路定理）电荷守恒定律导体的静电平衡条件进行分析与计算静电场的叠加原理例.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板解方程得:电荷分布场强分布两板之间板左侧板右侧(2)将B板接地，

4、求电荷及场强分布板接地时电荷分布a点b点场强分布电荷分布两板之间两板之外求：导体球接地后球上感应电荷的电量qx是多少？qRaO例例.半径为r1,r2(r1

5、器及其电容１）平板电容器电容设dAB设如何求C?9.1.4．电容和电容器ＲＢＢＲＡA２）同心球形电容器电容设两球形导体间3)同轴柱形电容器ＲBＲA设3电容器串并联并联CQ-Q等效串联Q1Q2Vx-xyy>CQ-Q等效一电介质对电容的影响相对电容率电介质：实验表明：加入电介质后，两导体板间电压下降.相对介电常数（相对电容率）说明电场减弱了d9-2静电场中的电介质d二．电介质的极化１．无极分子的位移极化时,电矩时,电矩２．有极分子的转向极化（正负电荷中心不重合）时不规则排列,不显电性也有位移极化，但转向极化占主要地位．9.

6、2.2极化强度和极化电荷描述介质极化程度的物理量１．定义单位体积内分子电偶极矩的矢量和单位:库仑／米２２．与场强的关系设:单位体积的分子数为，则在场强不太大的情况下其中为总场强外极化束缚电荷由实验测得对各向同性介质是一个常数对各向异性介质是一个张量3，与极化电荷面密度，体极化电荷，的关系实验测出思想：截断偶极子，将留在表面构成面电荷，将留在体内构成体电荷共截个偶极子对电介质体内极化电荷的贡献为3，与，，的关系9.2.3介质中的高斯定理把电介质看成是一堆极化电荷，应用真空中的高斯定理，电介质中的高斯定理定义：电位移矢量自

7、由电荷极化电荷微分形式自由电荷3，和的关系电介质的极化率介质的相对电容率介质的电容率讨论：1，的物理意义不明确，是一个辅助量2，线（电位移线）仅由自由电荷发出例：一平行板电容器，充满电极化率为的各向同性的介质。金属板充有等量异性的自由电荷。电荷密度为0，求介质中的场强。已知：求：解：作高斯面：’-’+++++++++++++++++++++-------+++++++++++++0-0S有介质时求场强，先求再求电容器充电后脱离电源真空不变介质插入，并充满电容器电容中充满介质时例：一导体带电球壳，带电q，周围充

8、满无限大均匀介质，相对介电系数为，求球外一点P的场强、电势、及导体表面处的极化电荷。已知：求：解：自由电荷与极化电荷都是球对称分布，故电场分布也是球对称分布。以半径r作高斯球面。++++++++++++R--------qSrP++++++++++++R--------qPr注意：场强为什么？++++++++++++R------