静电场中的导体和电介质 (2).ppt

解（1）（２）在导体和导体圆筒上的电场和电荷同理第64页,共66页，星期六，2024年，5月例计算均匀带电导体球以及均匀带电球体的静电能．设球半径为Ｒ，带电总量为q．周围为真空．解（1）导体球：电荷分布在球表面上（2）带电球体显然：思考：若周围充满相对电容率为的电介质，又如何？乘第65页,共66页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第66页,共66页，星期六，2024年，5月电位移矢量均匀、各向同性介质++++++------+++++++++++-----------电容率6-3电位移有介质时的高斯定理电位移通量或一般介质第32页,共66页，星期六，2024年，5月有介质时的高斯定理讨论根据Q0求：有介质时解题步骤:均匀介质:意义：通过闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面内包围的自由电荷的代数和.引入的意义:可以避开极化电荷Q’计算;计算方法与高斯定理求相同.第33页,共66页，星期六，2024年，5月例一半径为a的导体球,被围在内半径为b、外半径为c，相对介电系数为?r的介质同心球壳内，若导体球带电荷量为Q,求D(r),E(r),极化电荷和导体表面电势.abcQ?r对称性分析：球对称解选取闭合的球形高斯面问:电位移线如何分布?第34页,共66页，星期六，2024年，5月abcQ?r第35页,共66页，星期六，2024年，5月电容定义：意义:升高单位电压所需的电量为该导体的电容孤立导体是指附近无其它带电体或导体(孤立导体接地,其表面无电荷分布)一孤立导体的电容水容器的容量电容器与水容器的比较6-4电容电容器例求孤立导体球和球壳的电容地球单位：第36页,共66页，星期六，2024年，5月二电容器电容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.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、陶瓷等电容器分类：第37页,共66页，星期六，2024年，5月AB++++++------（2）两带电平板间的电场强度（1）设两导体板分别带电（3）两带电平板间的电势差（4）平板电容器电容例平板电容器.如图所示，平板电容器由两个彼此靠得很近的平行极板A、B所组成，两极板的面积均为S，两极板间距为d.极板间充满相对电容率为的电介质.求此平板电容器的电容.第38页,共66页，星期六，2024年，5月例圆柱形电容器.如图所示，圆柱形电容器是由半径分别为和的两同轴圆柱面A和B所构成，且圆柱体的长度l比半径大的多.两圆柱面之间充以相对电容率为的电介质.求此圆柱形电容器的电容.解：设两导体圆柱面单位长度上分别带电++++----第39页,共66页，星期六，2024年，5月＋＋＋＋＋＋＋＋*解设内外球带正电例球形电容器.球形电容器是由半径分别为和的两同心金属球壳所组成，两球壳间充以相对电容率为的电介质.（孤立导体球电容）第40页,共66页，星期六，2024年，5月设两金属线的电荷线密度为例两半径为R的平行长直导线，中心间距为d，且d??R,求单位长度的电容.解单位长度的电容:第41页,共66页，星期六，2024年，5月电容器电容的计算步骤击穿场强：电容器中的电介质能承受的最大电场强度.击穿电压：（平行板电容器）（1）设两极板分别带自由电荷?Q0（3）求两极板间的电势差U（4）由C=Q0/U求C（2）求两极板间的电场强度小结应用：根据电介质击穿场强,击穿电压来设计电容值.可先设Q或λ，结果中用替换！作业：P230习题6-14,6-16,6-17,6-33第42页,共66页，星期六，2024年，5月二电容器的串联和并联１电容器的并联２电容器的串联＋＋两电容电位差相同两电容所带电荷相同当电容器的耐压能力不被满足时，常通过串并联