华南师范大学《大学物理》课件A-第十一十二章.pptVIP

例1.在面积为S，板间距离为d的平行极板(q0)之间充满相对电容率为εr电介质。求D、E，σ’，并计算C+s0-s0一般地：均匀介质充满整个空间，或介质表面是等势面时有例2.半径为R1的金属球带电量+Q，其外充有两种均匀电介质,参数如图，求：D,E,P,U,等的分布，并计算各介质表面的束缚电荷密度。解：取任意半径r的同心球面为高斯面，则其通量为：0(rR1)Q(rR1)以径向方向为正方向，则：（rR1）（R2rR2）（R2rR3）极化强度为：=(rR1)(R1rR2)(R2rR3)束缚电荷面密度为：=(r=R1+)(r=R2-)(r=R2+)电势：以无穷远为电势零点，则(R1rR2)(R2rR3)(rR1)技巧：求电势先外区后内区。该电场的形成过程可以想象为：当初两极不带电,然后不断从负极提取正电荷dq到正极，直到两极分别带电Q和-Q。当电量为q时，电压为u,再移动dq,克服电场力做功：所以电容器的总能量为：一、电容器储能11.5静电场的能量二、电能定域在电场中电场是一种特殊的物质形态，具有能量，称为电场能量。典型例：电磁波。三、能量密度we能量定域于电场，电场随空间位置而变，能量的分布也随空间位置而变。电能密度描述能量的空间分布。对于各向同性电介质自能和互能例1.比较均匀带电球体和均匀带电球面的电能，设两者的半径、电量相同。例2.平行板电容器，板面积为S，间距为d。（1）保持电源接通（2）先充电再断开。讨论(a)增大板间距;(b)插入介质时Q,E,U,C,We的变化，并分析能量变化的本质。例3.如图所示，圆柱形电容器，内外半径分别为a和b，长为L（Lb-a），圆柱间充满各向同性均匀介质?r，设内外圆柱单位长度上带电线密度为+?和-?，求（1）电容器的能量（2）电容器的电容。例4.一球形电容器，内球壳半径为R1，外球壳半径为R2，两球壳间充满了相对电容率为的各向同性均匀电介质．设两球壳间电势差为U12，求：电容器的电容；(2)电容器储存的能量；(3)极化电荷面密度。答案：华南师范大学《大学物理》第十二章第十章*12.1电流电流密度一、电流电流强度1.电流的形成:电荷的定向运动形成的.电流{自由电子或离子的定向运动.带电物质在空间作机械运动.传导电流:运流电流:2.产生电流的条件:自由移动的电荷电场第十章*4.电流强度---描述某一横截面电流的整体特征,是标量.定义:单位:1A=1C/s3.电流的方向正电荷的运动方向。导体中电流的方向总是沿着电场方向，从高电势指向低电势。恒定电流:I不随t变化.瞬时电流第十章*二、电流密度矢量----用于精确描述各点的电流分布.1.定义:的大小等于单位时间内通过垂直于该点电流方向单位面积的电量.均匀导体电流均匀流过，不均匀导体和大导体中电流如何流动呢？不均匀。第十章*2.通过任一截面的电流强度:一般情形:方向不垂直电流密度通量第十章*例1.导体内自由电子数密度为n,带电为-e,电子的漂移速度的平均值为,证明：dt时间内通过垂直该点电流方向面积ds的电量为dq第十章*3.电流线---形象地描述电流的分布.大导体中各点电流密度有不同的数值和方向，构成一个矢量场，即电流场。第十章*三、电流的连续性方程恒定条件1.电流的连续性方程----实质是电荷守恒思路:dt时间内从S面内流出的电量等于dt时间内S面内电量的减少单位时间内通过闭合曲面流出的电量等于此时间内闭合曲面内电量的减少。第十章*2.电流的恒定条件节点电流方程它表明恒定电流的电流线不中断,永远是闭合曲线。对恒定电流电路中几根导线汇合的节点,则----节点电流方程（基I）与高斯定理对比？二、静电平衡导体上的电荷分布并且：导体表面的面电荷密度大小与该处表面曲率成正比，与曲率半径成反比。即1.实心导体：导体内部净电荷处处为零，电荷只能分布在它的表面上。即：如何证明？垂直表面向外垂直表面向里(2)空腔内有电荷2.空腔导体(1)空腔内无电荷空腔不带电空腔带电Q空腔接地（1）电荷分布；（2）电场分布；（3）电势分布。分析方法：(3)空腔外有电荷，同第（1）