导体和电介质练习20100.ppt

* SUMMARY ⒈导体静电平衡条件 ⒉静电平衡下导体的性质 ⑴实心导体 整个导体是等势体 Q仅分布于表面 正比于曲率 ⑵空腔导体(腔内无q) ⑶空腔导体(腔内有q) 腔表无q 腔内无电场 整个导体包括空腔在内, 是一个等势体 腔表有-q 腔内有电场 导体的实体部分，仍是一个等势体 ⒊导体接地(U=0) ——其远离另一带电体的一端不带电 ?=0 Q -Q ① ② q ?=0 -q? e.g. ⒋静电屏蔽 若是内球接地,则其电荷通常不为零. ⒌电介质的极化 ⑴极化强度： Q -Q ?=0 ③ ⒍电位移： ⑵束缚面电荷密度：??=pn *⒎电位移线 ⒏　的高斯定理 典型应用：电荷及介质高对称分布　 (球、圆柱、平面等) ⒐电容 ⑴定义： ⑵计算方法 平行板： 孤立导体球： ②串联： ③并联： ①设定Q→V→C=Q/V ⑶典型结果 ⒒静电场的能量 ⒑带电电容器的能量 能量密度： 场能： Chap.2 EXERCISES ⒈ 如图,小物体A带有负电荷,本不带电的导体B放在A的一侧．A、B和无穷远的电势分别记为UA、UB和U?．试证：UA?UB?U? 证： - A B 达到静电平衡后,B上出现感应电荷如图. + - B的右侧负电荷吸收电场线，这些电场线不能来自B的左侧正电荷，否则将破坏B的等势性，因此这些电场线只能来自无穷远处，故有UB?U?. B的左侧正电荷发出的电场线不能到无穷远处去，否则会有UB?U?，与上面的结果矛盾，因此这些电场线只能被A的负电荷吸收，故有UA?UB． 综上： UA?UB?U? 2. 平行板电容器两极板间相互作用力大小F与两极板间电压V的关系是： (A)F?V (B)F?1/V (C)F?1/V2 (D)F?V2 解： 一极板上的电荷受到另一极板上电荷所产生的电场的作用力，因此 ?(D) F=Q??/2?0=Q2/2?0S=V2C2/2?0S ?V2 3. 解： 平行板电容器与电源相连.当极板间为真空时,场强为 ,电位移为 ,当极板间充满电介质(?r)时,场强为 ,电位移为 ,则有 (A) (B) (C) (D) V一定? E0d=Ed? E0=E D0=?0E0 , D=?0?rE=?0?rE0=?rD0 (B) 4. 两个电容器1和2串联后充电.在电源保持连接的情况下,把电介质插入2中,则1上的电势差 ；1上的电量 ；1的静电能 . (填增大、减小、不变) 解： 2 1 电源保持连接?V1+V2一定. 串联：Q1=Q2?V1/V2=C2/C1 插入介质：C2/C1??V1/V2? 因此 V1?；Q1=C1V1?； ②若电容器为并联,充电后与电源保持连接,结果？ ③若电容器为并联,充电后与电源断开,结果？ [思考] ①若将“电源保持连接”改为“电源断开”,结果？ Answer: V1、Q1与W1都不变 Answer: V1、Q1与W1都不变 Answer: V1、Q1与W1都减小 * * * * *