6.7静电场中的导体电容汇编.ppt

五 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. 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 + + + + + + + + 6.7 静电场中的导体 电容 1.静电感应 静电平衡条件 §6.7 静电场中的导体 电容 一 静电场中的导体 + + + + + - + - - - + + + 感应电荷 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度 + + + + + + 导体是等势体 静电平衡条件 （1）导体内部任何一点处的电场强度为零； （2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直. 导体表面是等势面 导体内部电势相等 2.静电平衡时导体上电荷的分布 + + + + + + + + + + 结论 导体内部无净电荷 (1)实心导体 假设导体内有电荷q (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 S 3.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 带电导体尖端附近电场最强 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 . 尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产生危害 . 然而尖端放电也有很广泛的应用 . 尖端放电现象 尖端放电现象的利与弊 电风实验 + + + + + + + + + + 避雷针 尖端放电现象的利用 闪电击中自由女神和加拿大国家电视塔 静电屏蔽 例1 有一外半径 和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金属球，若使球壳和金属球均带有 的正电荷，问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？ 解 根据静电平衡的条件求电荷分布 作球形高斯面 作球形高斯面 小金属球表面带+ q，大金属球壳 内表面 - q，外表面+2q 根据静电平衡条件 * 单位: 法拉 ( F )。 孤立导体的电势 孤立导体的电容 + + + + + + + + + + + + + + + + Q u 孤立导体: 附近无其它带电体或导体, 地球离它很远。 二、孤立导体的电容 * 电容只与导体的几何因素和 介质有关, 与导体是否带电无关。 求 半径为R 的孤立导体球的电容。 电势为 电容为 R * 通常, 由彼此绝缘相距很近的两导体构成电容器。 极板A 极板B + Q - Q UAB 使两导体极板带电 两导体极板的电势差 三、电容器的电容 电容器的电容 电容器电容的大小取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间介质。 * 云母电容器 * 聚脂膜电容器 * 电解电容器 * d UAB S +Q -Q (1) 平行板电容器 电容器电容的计算 C与极板面积成正比，与极板间距离成反比。 * (2) 球形电容器 R1 +Q -Q R2 a b * (3) 柱形电容器 R1 R2 l 例2 平行平板电容器的极板是边长为 的正方 形，两板之间的距离 .如两极板的电势差 为 ，要使极板上储存 的电荷,边长 应取多大才行. 解 * 1. 电容器的串联 令 等效 四、电容器的串并联 * 2. 电容器的并联 等效 令 * 并联电容器的电容等于各个电容器电容的和 串联电容器总电容的倒数 等于各串联电容倒数之和 当电容