第08章 静电场.ppt

R r d ?r 解： （1） （2） （3） r r r R R R R+d R+d R+d D E V O O O (a) (b) (c) D、E、V～r关系曲线 1.孤立导体的电容 单位: C决定于导体的形状、大小及周围的电介质，与导体带电荷无关。 2.电容器的电容 空腔导体B与其腔内的导体A组成的导体系，叫做电容器，A、B为电容器的两极板，导体A、B相对两表面上所带的等值异号的电荷量为电容器所带的电量。 2.1 电容器 -q +q 电容器 B A 2.2 电容器的电容 各种电容器 计算要点： 3.电容器电容的计算 2）计算极板间的电势差： 1）设电容器带电 q ，求极板间场强分布： 3）由电容器电容定义计算 电容： 3.1 平板电容器的电容 + + + + + + + + + - - - - - - - - - B A O d x 3.2 球形电容器的电容 RB RA O q -q l RA RB O q -q 3.3 圆柱形电容器的电容 *4.电容器的串联和并联 4.1 电容器的串联 4.2 电容器的并联 电容器的串联 电容器的并联 作业： 8.31 补充：一平行板电容器极板面积为S，板间距离为d，两极板间平行放置一厚度为t（t d），面积也为S的导体板。求该电容器的定容。 1.电容器的能量 + + + + + + + + + - - - - - - - - - B A ? F 3.电场的能量 3.1 电场是能量的携带者 对平行板电容器 电磁波的传播过程就是电场能量的传输过程。 电容器的带电过程，是电容器两极板间电场建立的过程，同时也是电容器储能过程。 3.2 电场的能量的计算 空间某点的电场能量密度： 电场中某空间范围V内的电场能量： R1 R2 dr r －Q Q O 解: 另解： 例8.20 一均匀带电球体，半径为 R ，带电量为 q。求空间电场的能量。 R dr r q O 解: 作业： 8.29、8.34 避雷针 3.空腔导体 3.1 腔内无电荷的情况 1）腔内的电场强度为零，不管外界的电场怎样。 2）电荷只分布在外表面上，内表面处处无电荷。 实心导体与空心导体等效 3.2 腔内有电荷的情况 空腔内表面所带电荷与腔内带电体所带电荷的代数和为零。 3.3 静电屏蔽 内屏蔽： 外屏蔽： 屏蔽线 解: （1） （2） （3） 例8.16 两块大导体平板，面积为S ，分别带电q1和 q2，两板间距远小于板的线度。求平板各表面的电荷密度。 ?2 ?3 ?4 ?1 q1 q2 B A 解： 电荷守恒 导体板内 E = 0 ?2 ?3 ?4 ?1 q1 q2 B A 作业： 8.22、8.23、8.26 H+ H+ H+ H+ C-4 无极分子：CH4 ? 有极分子：H2O H+ H+ O-- ? ? 1.1 电介质 分子中的正负电荷束缚很紧，介质内部几乎没有自 由电荷。 1.电介质的极化 电介质 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + E0 E0 + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + + + ? ? ? E0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? + E0 1.2 电介质的极化过程 无极分子的位移极化 有极分子的转向极化 在外电场的作用下，介质表面产生电荷的现象称为电介质的极化。 电介质的极化的结果： 电介质的极化： 2. 极化强度与极化电荷 描述电介质的极化程度的物理量。 （Cm-2） 电极化强度为矢量。 2.1 极化强度 设?V内各分子电偶极矩都相同： 则 2.2 极化电荷与极化强度的关系 极化体电荷与极化强度的关系： 只有跨过闭合面边界的分子对闭合面内极化电荷代数和有贡献 闭合面内极化电荷代数和等于因极化而穿出闭合面边界的电荷代数和（“穿出”的贡献为正，“穿入”的贡献为负）的负值。 极化面电荷与极化强度的关系： P ?S en P 例8.17 半径为R的介质球被均匀极化，极化强度为P。求： （1）电介质求表面极化电荷的分布； （2）极化电荷在球心处所激发的场强。 解： （1） （2） 3.电位移矢量 电介质中的高斯定理