大学普通物理导体与电介质.ppt

二.电介质中的电场 无限大均匀电介质中 相对介电系数 介质中的场 自由电荷的场 极化电荷的场 (束缚电荷) 真空中 §6-3.电介质中的高斯定理 电位移矢量 真空中 介质中 定义 电位移矢量 介质中的高斯定理 自由电荷 自由电荷 包围的 电位移矢量 定义 真空中 介质中 点电荷 介质中的高斯定理 例2. 已知:导体球 介质 求:a 球外任一点的 b 导体球的电势V 解: 过 点作高斯面得 电势 + + + + + + + + + + 例：金属球 §6-4 电容 电容器 一、孤立导体的电容 使导体升高单位电势所需要的电量 由导体本身的性质及介质环境决定,与 无关 二、电容器的电容 定义： 电容器：两个带有等量异号电荷的导体所 组成的导体系统。 B A -Q +Q VA VB * * 第六章 静电场中的导体与电介质 . 导体 绝缘体 1.导体 存在大量的可自由移动的电荷 conductor 2.绝缘体 理论上认为一个自由移动的电荷也没有 dielectric 也称 电介质 3.半导体 介于上述两者之间 semiconductor 本章讨论金属导体和电介质对场的影响 导体的静电感应过程 无外电场时 §6-1 静电场中的导体（金属导体） 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 + + + + + + + + 导体的静电感应过程 + 加上外电场后 E 外 + + + + + + + + + 导体的静电感应过程 + 加上外电场后 E 外 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + E E 外 E 感 + = = 内 0 导体达到静平衡 E 外 E 感 一．导体的静电平衡条件： ⑴导体内部任意点的场强为零。 ⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。 推论： 等势体 等势面 导体内 导体表面 导体为等势体， 导体表面为等势面。 金属球放入前电场为一均匀场 E 金属球放入后电力线发生弯曲 电场为一非均匀场 + + + + + + + E 电荷分布在导体表面，电荷分布不均匀 + + + + + + + + + + + + + + + + 二、静电平衡时导体上的电荷分布 1. 实心导体 导体内任取高斯面 2. 空腔导体 + + + + + + + + + + + + + + + + （1）腔内无带电体： 电荷分布在导体外表面 体内任取高斯面 内表面无电荷 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。 q 2 未引入 时 q 1 q 1 + q q + 1 2 q 放入 后 1 q 1 （2）腔内有带电体： 三、导体表面附近场强 表面附近作圆柱形高斯面 四.静电屏蔽 接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场 不受壳内电荷的影响。 封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场 不受外电场的影响； + + + + 电荷守恒定律 静电平衡条件 电荷分布 五．有导体存在时静电场 的计算 例1. 已知:导体球 导体球壳 求 ①电荷及场强分布；球心的电势 ②如用导线连接A、B，再作计算 解: 由高斯定理得 电荷分布 场强分布 球心的电势 场强分布 球壳外表面带电 ②用导线连接A、B，再作计算 连接A、B， 中和 有极分子：分子正负电荷中心不重合。 §6-2 静电场中的电介质 无极分子：分子正负电荷中心重合； 电介质 C H + H + H + H + 正负电荷 中心重合 甲烷分子 + 正电荷中心 负电荷 中心 H + + H O 水分子 分子电偶极矩 1. 无极分子的位移极化 一、介质的极化 无外电场时 加上外电场后 + + + + + + + 极化电荷层 两个端面上 2. 有极分子的转向极化 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 无外电场时 电矩取向不同 加上外场 两端面出现 极化电荷层