导体于电介质分析.ppt

- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + 四 电极化强度 极化电荷面密度 分子电偶极矩 - - - - - + + + + + 电介质极化率 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + §6-3 有电介质时的高斯定理 *概念引入 说明 (1)是描述电场辅助性矢量 (2)对应电场线起始于正自由电荷， 终止于负自由电荷 (3) 电位移通量 1 电位移矢量 内容: 2 电介质中的高斯定理 ?r +Q E 线 D 线 电力线与电位移线的比较 ?r +Q 例6-5 把一块相对电容率?r =3的电介质，放在相距d=1mm的两平行带电平板之间;放入之前,两板的电势差是1000 V。试求两板间电介质内的电场强度E ,电极化强度P,极板和电介质的电荷面密度,电介质内的电位移D。 d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U 解 例6-6 图中是由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成，其间充以相对电容率为?r的电介质. 设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为+?和-?求(1)电介质中的电场强度、电位移和电极化强度(2)电介质内外表面的极化电荷面密度. 解 r 例6-7如图金属球半径为R1、带电量+Q；均匀、各向同性介 质层外半径R2、相对介电常数? r；求D E V分布。 解 R2 R1 ?r Q C B A 求 V 例6-8两金属板间为真空,电荷面密度为±?0,电压U0 =300V.保持电量不变,一半空间充以的电介质?r = 5,板间电压变为多少？ 2.电容的标准单位:法拉(F) 1.定义： 一 孤立导体的电容 §6-4 电容 电容器 如地球 如孤立导体球的电容 q 二 电容器 1 定义: 由两个导体组成系统 其大小只与导体的形状、大小及周围的环境所决定，而与其带电量的多少无关。 3.特点 4.性质 该物理量体现出导体容纳电荷能力大小的量度 按形状：柱型、球型、平行板电容器 按功能：固定、可变、半可变电容器 按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等 2 电容器分类 特点：非孤立导体，由两极板组成 3 电容器的电容 其大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关 4 电容器电容的计算步骤 (1)设两极板分别带电?Q (3)求两极板间的电势差U (4)由C=Q/U求C (2)求两极板间的电场强度 例1 平行平板电容器 解 + + + + + + - - - - - - 5 典型例题 例2 圆柱形电容器 设两圆柱面单位长度上分别带电?? ++++ ---- 解 大学物理教学中心 Northeastern University 第六章作业 选择填空题1～3计算题：9, 11, 12, 13, 26, 33 附6-1:一个半径为R的不带电金属球壳外有一点电荷q，q距球心为2R。(1)求球壳内任一点P处的电势;(2)求球壳上电荷在球心处产生的电场强度大小． 附6-2:两个半径为a和b的金属球,两球相距很远,用一很长的细导线相连,给此系统带上电荷Q,忽略导线上的电荷,则两金属球上的电荷量分别为多少？ 附6-3:电量为q的点电荷处于一不带电导体球壳的球心处,导体球壳的内、外半径分别为R1和R2,求电场和电势的分布。 对于 对于 对于 第六章 静电场中的导体和电介质 6-1 静电场中的导体 6-2 静电场中的电介质 6-3 电位移 有介质时的高斯定理 6-4 电容 电容器 6-5 静电场的能量和能量密度 本章内容： + + + + + 感应电荷 一 静电平衡条件 1 静电感应 + §6-1 静电场中的导体 感应电场 + + + + + + + + 2)导体静电平衡条件 导体内任一点的电场强度都等于零 2 导体的静电平衡条件 导体内部和表面都没有电荷作任何宏观定向运动 1)导体的静电平衡状态 导体表面处电场强度的方向,都与导体表面垂直 *推论 2)导体表面附近任一点场强方向均垂直于该处表面 1)导体为等势体，导体表面为等势面 4 导体上电荷分布 1)当带电导体处于静电平衡状态时,导体内部处处没 有净电荷存在,电荷只能分布于导体的表面上 实心导体 空腔导体 + + + + + + + + + + 高斯面 + + + + + + + + + + 高斯面 空腔内有电荷时 结论:空腔内有电荷+q时，