【2017年整理】7静电场中的导体和电介质.ppt

第7章 静电场中的导体与电介质; 前面学习了真空中的点电荷(带电体)激发电场的原理和规律，空间中除了讨论的场源电荷和试验电荷外，没有任何其它物质（电荷）存在。然而，实际上空间中除了有电荷外，还可能有导体或其它介质存在。;7.1 静电场中的导体 7.3 电容器的电容 7.4 静电场的能量;一、导体的静电感应与静电平衡条件;2.静电感应与静电平衡现象;E;证明：导体是等势体，导体的表面是等势面。;证明：导体表面附近场强的大小与该点导体表面的电荷面密度成正比。;三、静电平衡时导体上的电荷分布;例1：半径为R和r的球形导体（Rr），用很长的细导线连接起来，使两球带电Q、q，求两球表面的电荷面密度。;证明：;证明：;四、静电屏蔽;2.内屏蔽;五、利用静电平衡条件和性质作定量计算;例2：一个导体球半径R1，带电量q1 ，放在另一个带电球壳内，其内外半径分别为R2、R3，球壳带电量为q 。试求（1）系统的电荷分布，（2）电场分布，（3）球心的电势、球壳电势、球与球壳间的电势差，（4）如果用导线将球壳和球接一下又将如何？; 此时，系统等效于三个同心的带电球面构成的系统。则由电荷分布的球对称性和高斯定理：;由场强积分法，球心的电势为：; 如果用导线将球和球壳接一下，则金属球表面的电荷将和球壳内表面的电荷完全中和，球壳外表面仍保持有q+q1的电量。;例3：两块平行等大的导体平板，面积为S，分别带电q1和q2，两极板间距远小于平板的线度。求平板各表面的电荷密度。;讨论：;②.若 ，则;例4：一半径为R的导体球接地，距离球心为L的地方放一电量为q的点电荷，求导体球表面感应电荷的电量q。;7.3 电容器的电容;二、电容器及其电容;三、电容器电容的计算;d;2.球形电容器;讨论：;3.圆柱形电容器;例6：半径为R和r的球形导体（Rr），用很长的细导线连接起来，使两球带电Q、q。求此系统的电容。;四、电容的串联和并联;2.电容器的并联;7.4 静电场的能量;二、电容器的电势能;三、静电场的能量;四、静电场能量的计算方法;例7:真空中一半径为R，带电量为q的均匀球体的静电场能。;解：③电场力作功积分法;解：④相互???用能积分法;例7:真空中一半径为R，带电量为q的均匀球体的静电场能。;7.2 电介质的极化;一、电介质的微观机制和极化过程;+;3.有极分子的转向极化;二、电极化强度矢量;2.电极化强度与介质中场强的关系：;3.电极化强度与极化电荷的关系：;13-2 电介质中的高斯定理;这就是介质中的高斯定理。; 说明：电位移矢量是一个描述电场的辅助量，它由电场强度来确定。它与介质中的场强方向相同，单位为C/m2 。;二、电位移矢量的通量——介质中的高斯定理;①.根据介质中的高斯定理计算出电位移矢量。