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西北大学基础物理学习题集电荷和静电场（二）

班级_________

学号_________第九次电荷和静电场（二）

姓名_________得分_________

基本内容和主要公式

1.金属导体的静电平衡：

导体中自由电荷没有定向运动的状态，称为静电平衡。此时导体具有下列性质：

（1）整个导体是等势体，导体的表面是等势面

（2）导体表面附近的电场强度处处与表面垂直

（3）导体内部不存在净电荷，所有过剩电荷都分布在导体表面上

2.导体表面的电荷和电场：

（1）对于孤立导体，表面凸出且曲率较大处，电荷密度较大；表面平坦处电

荷面密度较小；表面凹进处，电荷面密度更小，甚至为零。

（2）导体表面附近的电场强度与该处面电荷密度有关。

3.导体空腔：

导体空腔有如下性质：

a．若空腔内无电荷，则空腔表面上不存在净电荷，所有净电荷只分布在外

表面；若腔内放置电荷，则腔内表面上存在与腔内电荷等量异号的净电

荷；

b．若腔内无电荷，则腔内无电场；若腔内放置电荷，并将空腔导体接地，

则腔外空间不受腔内电场的影响。

4.导体静电平衡性质的应用：

（1）尖端放电现象的物理实质：是尖端处的强电场致使附近的空气分子电离，

电离所产生的带电粒子在电场的作用下急剧运动和相互碰撞，碰撞又使更

多的空气分子电离。

（2）静电屏蔽：使导体空腔内部空间不受腔外电荷和电场的影响，或将导体

空腔接地，使腔外空间免受腔内电荷电场影响。

5.电容和电容的计算

Q

(1)孤立导体的电容C

V

Q

(2)电容器CA

VV

AB

(3)电容的计算

a．先假设两个极板分别带有+Q和-Q的电量，计算极板间电场强度的分布，

在一般情况下都可以计算高斯定理计算；

b．根据极板间电场强度的分布，求出两极板的电势差

c．将极板电量和两极板电势差带入电容器电容的定义式，计算电容。

6.电介质的极化：

电介质的表面或体内出现宏观电荷的现象





（1）各向同性的电介质中，极化强度与电场强度之间有PE

PE

e0

1

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（2）极化电荷与自由电荷的区别：

由于电介质极化而出现在电介质表面上的宏观电荷，就是极化电荷；在外

电场的作用下可以自由运动的宏观电荷，称为自由电荷

a．极化电荷是束缚电荷的宏观表现，是束缚在晶格上的分子中的电子作微

小位移，或整个分子作微小旋转所引起的，他的活动范围不能超出分子

的线度；而自由电荷是由于原子或分子的电离或金属中的自由电子重新