第7-4章静电场—静电场中的导体讲述.ppt

二 电容器 按形状：柱型、球型、平行板电容器 按型式：固定、可变、半可变电容器 按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等 特点：非孤立导体，由两极板组成 1 电容器分类 两个带有等值、异号电荷的导体所组成的带电系统 电容器由两个导体极板构成，串接在电路中，彼此带有等量异号的电荷。 以 符号表示。 电容的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. 2 电容器电容 + + + +++ - - - - - - A B 3 电容器电容的计算 （1）设两极板分别带电?Q （3）求两极板间的电势差U 步骤 （4）由C=Q/U求C （2）求两极板间的电场强度 1. 平板电容器 + + + +++ - - - - - - 两带电平板间的电场强度 两带电平板间的电势差 平板电容器电容 四、电容器电容的计算 * 第七章 静电场 7.1 电荷 库仑定律 7.2 电场 电场强度 7.3 真空中的高斯定理 7.4 电势 7.5 静电场中的导体 电容 + + + + + + + + + 感应电荷 1 静电平衡条件 静电感应 + 一、静电场中的导体 §7.5 静电场中的导体 电容 2、导体的静电平衡性质 无外电场时 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 加上外电场后 E 0 + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + + + + 导体的静电感应过程 + 加上外电场后 E 0 + + + + + + + + + 导体的静电感应过程 + + + + + + + + + + 导体达到静电平衡 E 0 感应电荷 感应电荷 导体静电平衡条件：导体内部场强处处为零 + + + + + + + + 导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度 静电平衡 一金属球放入前电场为一均匀场 导体的静电平衡状态 当导体放入静电场时，将产生感应电荷，这种电荷与电场相互影响、相互制约，当满足一定的条件时，导体内部和表面上都没有电荷作定向运动-- 金属球放入后电力线发生弯曲 电场为一非均匀场 + + + + + + + 导体的静电平衡状态 静电平衡条件： （1）导体内部任何一点处的电场强度为零； （2）导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直. 导体内各点电势相等 推论：导体为等势体 + + + + + + + + + + + + 导体表面为等势面 推论：导体为等势体 导体内各点电势相等 二 静电平衡时导体上电荷的分布 + + + + + + + + + + 结论：导体内部无净电荷， 　　　电荷只分布在导体表面. 1　实心导体 高斯面 在导体内部围绕任意 点作一小封闭曲面S + + + + + + + + + + + + + + + + 证：体内包围空腔取高斯面S 内表面无电荷 电荷只分布在导体外表面. S 2　空腔导体 空腔内无电荷时 空腔内有电荷时 结论: 空腔内有电荷+q时， 空腔内表面有感应电荷-q， 外表面有感应电荷+q． + 高斯面 q q -q 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。 作扁圆柱形高斯面 3 导体表面附近场强与电荷面密度的关系 + + + + + + + ? ?S 4　导体表面电荷分布规律 + + + + + + + + + 因此，导体表面曲率半径较小的地方， 电荷密度较大，电场较大。 荧光质 导电膜 + 高压 场离子显微镜(FIM) 金属尖端的强电场的应用一例 接真空泵或充氦气设备 金属尖端 接地 原理： 样品制成针尖形状， 针尖与荧光膜之间加高压， 样品附近极强的电场使吸附在表面的 原 子 电离，氦离子沿电力线运动， 撞击荧光膜引起发光， 从而获得样品表面的图象。 ２导体壳接地 屏蔽内电场 4. 导体壳屏蔽外电场 外电场 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 + + + + + + + + 静电屏蔽的应用 处于静电平衡状态导体性质： 1、导体是等势体，导体表面是等势面。 2、导体内部没有未被抵消的净电荷，净电荷 只分布在导体的表面上。导体