梁绍荣电磁学第二章讲解.ppt

2．柱形电容器及其电容 两个同轴金属柱壳组成的电容器 RA RB +? -? L 3．平板电容器及其电容 两块平行放置，距离很近的金属板组成的电容器 d S +σ -σ E 根据电容器结构计算电容的方法：q—U—C §3-2-4 电容和电容器 电容器的基本指标：电容和耐压。 （三）电容器的联接 电容器组……。两个电容器的接法只有两种方法，如图，分别叫做并联和串联。 U表示两端钮A与B间的电压，Q表示充电时流入电容器组的总电荷，比值Q/U叫做电容器组的电容（或总电容，或等效电容） U C1 q1 q2 C2 ☉ A ☉ B -q C1 +q -q C2 +q U1 U2 U ☉ A ☉ B §3-2-4 电容和电容器 1．串联规律 -q C1 +q -q C2 +q U1 U2 U ☉ A ☉ B 特点：提高耐压，电容减小。 §3-2-4 电容和电容器 2．并联规律 U C1 q1 q2 C2 ☉ A ☉ B 特点：电容增大，耐压减小； §3-2-4 电容和电容器 [课堂例题]（课本93页例题） §3-2-5 静电计 静电感应起电机 静电计是测量电荷和电势差的仪器。 当金属杆带电时，指针也带有同种电荷，因此互相排斥，使指针偏转。偏转角度大小跟金属杆和外壳间的电势差有关，电势差越大偏转的角度越大。……测量电势差时，外壳通常要接地。 金属壳 金属杆 铝指针 标尺 §3-2-5 静电计 静电感应起电机 静电起电机是通过静电感应起电的装置，这是静电演示实验中常用仪器。 基本结构：两个大小相同并粘有锡箔条的绝缘盘，两个两端带有金属刷的金属杆，相互垂直地分别装在两个盘的外侧，手摇柄转动可使两盘沿相反方向转动，在两盘的适当对称位置安装两对集电梳（每个梳为一排针尖）。 在转动过程中感应起电的原理请阅读课本95页 1．导体静电平衡的条件； 2．导体静电平衡的三个性质：导体电势、导体上电荷、导体表面场强； 3．一个现象：静电屏蔽现象； 4．一个概念：电容； 5．导体外场强、电势的计算方法：（1）计算场强的方法：①高斯定理法：根据导体静电平衡性质及高斯定理；②叠加法：根据导体静电平衡性质及场强叠加原理；（2）计算电势的方法：①场强积分法：若能用高斯定理计算场强，根据电势定义积分求电势；②叠加法：根据导体静电平衡性质、常见带电体电势公式和电势叠加原理。 导体周围的静电场总结 导体周围的静电场总结 6．电容计算的两种方法： （1）定义法；（2）电容联接法。 习题课例题1（课本100页习题2-7） ?O ? q R1 R2 d 解：球心处的电势有三部分电荷产生，点电荷q、球壳内表面的感应电荷?q和球壳外表面的电荷。 接地 习题课例题2： 一球形电容器内外薄导体球壳的半径分别为R1和R4，今在两壳之间放一个内外半径分别为R2和R3的同心导体球壳，求半径为R1和R4两导体球壳间的电容。 导体周围的静电场总结 解：方法1：定义法 设半径为R1的导体球壳带正电Q，因静电感应，各球面带电情况如图所示。 用电势叠加可以得到所求电容两个极板的电势： 导体周围的静电场总结 方法2：电容联接法，对于半径为R1和R4的两个导体面组成的电容器组，看成两个球形电容器串联关系。 按定义法求电容是以计算静电平衡导体附近的静电场为前提的，首先必须学会计算导体附近的静电场 自测题 2.课本102页习题2-14 1.课本100页习题2-8(1)(2)(3) 本章讨论静电场中有导体时，静电场与导体相互作用涉及的各种静电问题。 教学目标：（1）深刻理解导体静电平衡的条件和性质，知道封闭金属壳内外的静电场分布特点和静电屏蔽原理；（2）理解讨论静电平衡问题的基本方法；（3）理解电容器电容的概念，掌握电容器电容的基本计算方法。 第二章 金属晶体电结构特点 金属导体由带负电的电子和带正电的晶格点阵组成，金属导体的基本特点是内部存在大量自由电子。 中性导体： 孤立导体： 带电导体： §3-2-1 导体的静电平衡条件 自由电子 §3-2-1 导体的静电平衡条件 电场与导体相互作用过程 + + + + + + + + + - 导体静电平衡状态：导体上的感应电荷分布和电场分布达到稳定状态。 静电平衡的必要条件：导体内部各点电场强度为零。 说明： （1）导体内部的电场是指一切电荷的合电场； （2）导体静电平衡状态会因外部条件的变化而变化。 静电平衡时，导体内部的电势处处相等，导体是个等势体，导体表面是个等势面。 静电平衡时，电荷只能分布在导体表面。 §3-2-2 导体的静电性质 （一）导体上的电势分布 （二）导体上的电荷分布 对形状比较简单的孤立导体，电荷分布与导体表面的曲率有关。表面曲率大的地方电荷面密度大，曲率小