第二章 有导体时的静电场ppt课件.ppt

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1、电磁学第一章静电场的基本规律第二章有导体时的静电场第三章静电场中的电介质第四章恒定电流和电路第五章恒定电流的磁场第六章电磁感应与暂态过程第七章磁介质第八章交流电路第九章时变电磁场和电磁波第二章导体周围的静电场§1.静电场中的导体§2.封闭导体壳内外的场§3.电容器及其电容§4.静电演示仪器（自学）§5.带电体系的静电能§1.静电场中的导体一.导体的静电平衡——电荷不作宏观运动必要条件性质二.孤立导体的形状对电荷分布的影响三.导体静电平衡时的讨论方法四.例题(3)导体表面附近的电场方向导体表面（等势面）大小该处的（高斯定理可证）一.导体的静电平衡必要条件：E内=0

2、，导体内部各点场强为零性质：(1)U=const.导体是等势体，导体表面是等势面ABS(2)=0，0导体内部无电荷，电荷只分布在表面二.孤立导体的形状对电荷分布的影响影响导体表面电荷分布的两个因素：外界电荷自身形状孤立导体表面电荷分布的规律（p.47/图2-5）向外突出（曲率为正）较尖：较大较平：较小向内凹进（曲率为负）最小尖端放电现象（如：电晕、避雷针等）尖大E大周围空气电离（击穿）三.导体静电平衡时的讨论方法困难：电荷分布不明确，无法直接求电场方法：静电平衡性质（电场、电势、电荷）电场线性质（源于正电荷终于负电荷、不闭合）高斯定理qA+例题（p

3、.49/[例1]）静电感应，qA>0，导体B中性求证：q’≤qA证明：电场线始于qA，q’，终于-q’，∵B等势体∴q’与-q’不可能在同一电力线上∴q’发出的电场线只能终于∴UB>U则终于-q’的电力线不可能始于∴终于-q’的电场线全部始于qA电场线条数q’/0≤qA/0，∴q’≤qAB---q’-q’+++A例题（p.50/[例2]）中性封闭金属壳内有一正电荷，求壳内外壁的感生电荷。qQ内Q外∴q+Q内=0Q内=-q中性Q内+Q外=0Q外=q解：在壳层内（导体内）作高斯面E=0解：q’分布在球面上接地，等势体，Uo=0Uo=Uo1+Uo2q：q’：R

4、l例题（p.52/[例5]）接地导体球外有一点电荷q，距球心l>半径R，求导体球上的感生电荷q’。qO例题（交大p.74/[例11-3]）(1)无限大导体板接地，相距a有一点电荷q0。求感应电荷面密度和总电量。aq0O（向左为正）解：O点左（导体内）Eo=0或O点右（导体外）Eo=-0/0均可得：例题（交大p.74/[例11-3]）(2)解：P点左（导体内）EP=0raq0OP在rr+dr圆环上dq=dS=2rdr作业p.78/2-1-3,5,6§2.封闭导体壳内外的场一.壳内空间的场壳内无电荷壳内有电荷二.壳外空间的场壳外无电荷壳外有电荷三.静电屏蔽四.

5、例题一.壳内空间的场壳内无电荷壳内空间各点场强为零，E=0（反证法：E0,电场线,不中断,交导体内表面于两点,与导体等势矛盾）导体壳内壁上无面电荷，内=0（E=/0=0）壳内有电荷q内壁感应电荷-q，外壁感应电荷q壳内电场由q和内壁感应电荷的分布决定，与壳外情况无关E=0内=0二.壳外空间的场壳外无电荷（若壳内有电荷）未接地，壳外有电场，外壁有面电荷（内壁-q与壳内q抵消，外壁q产生壳外电场）接地，壳外无电场，外壁无面电荷（导体壳与无穷远等势，壳外无电力线，无电场）壳外有电荷接地，壳外有电场，外壁有面电荷三.静电屏蔽壳内电场不受壳外电荷影响（不论壳接地与否）

6、接地导体壳外电场不受壳内电荷影响应用很广泛（静电屏蔽）例题（p.79/2-2-2）球形金属空腔内外半径a

7、.79/2-2-1,4,5§3.电容器及其电容一.孤立导体的电容二.电容器及其电容球形电容器平行板电容器圆柱形电容器三.电容器的联接并联串联四.例题如：导体球即：为比例系数，与导体的大小、形状有关一.孤立导体的电容孤立导体，电势正比于电量（参考点）电容：C单位：法拉（F）1法拉=1库/1伏微法：1F=10-6F皮法：1pF=10-12F二.电容器及其电容孤立导体：一个导体，电势，不实用电容器：两个导体，电势差（电压）电容器的特点电荷均匀分布电量等值异号电压正比于电量常见电容器球形电容器平行板电容器圆柱形电容器平行板电容器d-SBA对称性——电