导体和电介质课件.ppt

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1、上节课的有关内容静电场中的电介质电极化强度矢量单位体积内所有分子的电偶极矩矢量和介质中的高斯定理环路定理有介质存在时,物理量之间的关系解题一般步骤：q自1.孤立导体的电容V——孤立导体的电容。导体每升高单位电势，所需要的电量:单位：F(法拉)常用单位:一般导体不同，C就不同。如同容器装水：九、电容和电容器Capacitanceandcapacitors32设地球是一圆球体，其电容为：例如：孤立导体球的电容设导体球带电q，Rq其电势为:则:33与其是否带电无关！2.电容器的电容Q–Q电容器所带的电量与电势差成正比：Q=CV——升高单位电势差所需的电量比例系

2、数“C”称为电容器的电容：341º“C”是反映电容器储存电荷本领大小的物理量2º“C”与电容器本身的结构和r有关而与Q无关3º电容器是常用的电学和电子学元件交流电路中：控制电流、电压产生振荡电流调频时间的延迟滤波发射机中：接收机中：整流电路中：电子线路中：注意（1）平行板电容器3.常见的几种电容器的电容（2）圆柱形电容器++++++++++––––––––––l+qq(3)球形电容器的电容RARB–q+q35S、、例5.一平行板电容器,两极板间距为d、面积为S，其中置一厚度为t的平板均匀电介质,其相对介电常数为r,求该电容器的电容C。d解：设极板

3、上面电密度为、由高斯定理可得：空气隙中介质中则则两极板间的电势差为364.电容的计算与介质板的位置无关介质板的厚度t、Ct=d时37例5.一平行板电容器,两极板间距为b、面积为S，其中置一厚度为t的平板均匀电介质,其相对介电常数为r,求该电容器的电容C。解：两极板间电势差d电容C讨论例6.半径都是a的两根平行长直导线相距为d求单位长度的电容。(其中d>>a)解：设导线表面单位长度带电+,–单位长度的电容：d两线间任意P点的场强：x.Pox38两线间的电势差：求电容的方法：（1）假定二极板带等量异号电荷+Q、-Q（2）求出板间场强E(高斯定理

4、):（3）求出板间电势差V(定义法):（4）根据C=Q/V求出电容。归纳39一个电容器的电容量或耐压能力不够时可采用多个电容连接：如增大电容，可将多个电容并联…若增强耐压，可将多个电容串联…耐压强度但是电容减小：5.电容器的串、并联401.电荷在外电场中的静电势能电场力作功=电荷电势能的减少.a.b即：又：比较两式得：一点电荷q在电场中具有静电势能：设点电荷q在电场中a、b两点的电势能分别为Wa、Wb66电场力作功，点电荷q从ab电荷与场源电荷的相互作用能十、静电场的能量点电荷系在外电场中具有电势能连续分布带电体的电势能：分立点电荷系的电势能：例7.

5、求一电偶极子在均匀电场E中的电势能。解：两电荷的电势能分别是67能量最低能量最高稳定平衡态非稳定平衡态非平衡态非平衡态讨论68当电偶极子从，转动到0方位时，电场力矩作功A>0,电势能增量为：<0即：电场力作功是以电势能减少为代价69电容器的充电过程：是电源力不断将dq从极板B极板A的过程。设电容器的电容为C将dq由BA电源力克服电场力作功：在极板带电总量为Q的全过程中，QQ电源力所作的总功为：带电+q、qVAB=VAVB某t时刻两极板电容器能量=电源力所作的功即：=A412.电容器的储能电容器能量：静电场的能量：（1）电场的能量密度d

6、V内电场能为wdV，整个电场的能量为：（2）电场的能量Ed电场是能量的携带者对平行板电容器：C也标志电容器储能的本领对任意电场成立42例8.求一圆柱形电容器的储能W=？解：设电容器极板半径分别为R1、R2带电线密度分别为、–，则两极板间的电场为：l2º增加了一个求C的方法：–1º也可用或注意43例9.平行板电容器极板面积为S,间距为d,接在电源上以保持电压为U,将极板的距离拉开一倍，计算：（1）静电能的改变We=？；（2）电场对电源作功A=？；（3）外力对极板作功A外=？解：（1）极板拉开前极板拉开后静电能减少了44静电能的改变（2）电场对电源作

7、功A=？；电场对电源作功=电源力克服电场力作功>0但A电场–W（3）外力对极板作功A外=？45（1）电源电场电源电场作业6章—T21-T24