重庆大学《大学物理》课件-第九章导体和电介质.ppt

三电介质中的高斯定理的应用【例】半径为R的导体球，带电量q0，放在介电常数为?的均匀无限介质中。求介质中的电场和交界面的极化面电荷密度。【解】OR++++++++++++----?’----(1)∵??0(?r=1+?1)∴?’与q0异号(2)∴|q’||q0|另外q=q0+q’=q0?0/?=q0/?rq0(3)无介质（真空）∴E=E0/?rE0讨论§9-3电容器(Capacitor)例如孤立的导体球的电容地球单位与热容量相似，不同的物体使其本身增加单位电势差所需要的电量也不一样。定义：导体所带电量与其电势的比值定义为该导体的电容量。1、孤立导体的电容2、电容器孤立导体的电势是相对于无穷远来说的，其电能无法应用。要利用导体中电荷储存的能量，就要有放电的地方。如果有两个导体，它们分别带有等量而异号的电荷。这个系统储存的电势能，就可以通过两导体之间的放电而释放，这个导体系统就叫做电容器。定义：导体所带电量与两导体的电势差的比值定义为该电容器的电容量，简称电容。也可以这样说，电容器的电容，就是两导体之间的电势差增加1个单位时，导体所需要增加的电量。3、电容器电容的计算1）设两极板分别带电；2）求；3）求；4）求.步骤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。电容器电容的定义平板电容器++++++------（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）平板电容器电容一常见电容器【例】平行平板电容器的极板是边长为的正方形，两板之间的距离.如两极板的电势差为，要使极板上储存的电荷,边长应取多大才行.解平行板电容器电容圆柱形电容器（3）（2）（4）电容++++----（1）设两导体圆柱面单位长度上分别带电球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为和的两同心金属球壳所组成．设内球带正电（），外球带负电（）．＋＋＋＋＋＋＋＋孤立导体球电容*单位长度的电容【解】设两金属线的电荷线密度为【例】两半径为的平行长直导线中心间距为，且,求单位长度的电容.二电容器的串联(Serialconnection)１电容器的并联和并联(Parallelconnection)＋等价于等价的电容器带电Q２电容器的串联等价于＋电容器带电【例】把一块相对电容率的电介质,放在极板间相距的平行平板电容器的两极板之间.放入之前,两极板的电势差是.试求两极板间电介质内的电场强度,电极化强度,极板和电介质的电荷面密度,电介质内的电位移.【解】+++++++++++-----------【例】一平行平板电容器充满两层厚度各为和的电介质，它们的相对电容率分别为和,极板面积为.求（1）电容器的电容；（2）当极板上的自由电荷面密度的值为时，两介质分界面上的极化电荷面密度.------++++++++++++------【解】(1)+++++-----+++++++++---------+++++-----（2）【例】常用的圆柱形电容器，是由半径为的长直圆柱导体和同轴的半径为的薄导体圆筒组成，并在直导体与导体圆筒之间充以相对电容率为的电介质.设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为和.求（1）