华南师范大学《大学物理》课件A-第十一章.pptVIP

圆柱形电容器：球形电容器：例1.一平行板电容器，极间距离为d,极板面积为S,在两极间平行插入一块厚度t的金属板，说明电容器电容的变化。解法1：定义法解法2：等效串联法讨论？11.3静电场中的电介质一、电介质及其极化1.定义:不导电的物质,也叫绝缘体。2.与导体的主要差别：电介质内部没有可以自由移动的电荷，静电平衡时，电介质内的场强一般不为零。3.电介质的分类：依据正负电荷中心是否重合——等效电偶极子模型——有极分子电介质和无极分子电介质。4.电介质的极化基本类型有极分子的取向极化无极分子的位移极化效果两类电介质极化的机制不同，但极化的宏观效果都使电介质出现束缚电荷。一般情况分子既有取向极化，同时还存在位移极化。1.定义：单位：C.m-2二、电极化强度矢量大小、方向处处相同——极化是均匀的，否则为非均匀的。对于均匀极化，有：n为单位体积内的分子数。记：体内q’’,穿出q’(1)介质体内的束缚电荷2.极化强度与极化电荷的关系积分有(2)介质表面的束缚电荷面密度讨论：对各向同性电介质-+极化电荷产生附加电场E’三、极化电介质内场强四、介电强度和介质损耗电介质的击穿介电强度：电介质所能承受不被击穿的最大场强。对应的电压称击穿电压。介电损耗：外电场作用下，一部分电能转化为热能，使介质发热的现象。11.4有电介质时的高斯定理问题的提出：电场由电荷(自由电荷和束缚电荷)决定，其中，束缚电荷未知。为回避这一未知因素，引入电位移矢量，建立介质中的高斯定理。一、有电介质时的高斯定理对于自由电荷q0和束缚电荷q’组成的电荷系统，建立在库仑定律基础上的高斯定理仍然成立，只是必须同时计及高斯面内所包围的自由电荷和束缚电荷。电位移矢量介质中的高斯定理二、电位移矢量(1)电位移矢量D是辅助量,由定义可知，D与场强E及极化强度P有关。引进D的目的是为了便于求出有电介质存在时的场强。(2)类似于E可用电力线作几何描述,D,P也可以用相应的矢量线作几何描述。D线：正自由电荷——负自由电荷E线：正电荷——负电荷P线：负束缚电荷——正束缚电荷******华南师范大学《大学物理》第十一章11.1静电场中的导体1.导体的静电感应现象:内部有大量的可以自由移动的电荷。电场的影响——在电场力作用下定向运动一、导体的静电平衡若把金属导体放入静电场中，导体内的自由电子将在电场力作用下作宏观定向运动，从而使导体上的电荷重新分布，这种现象叫做静电感应。2.导体的静电平衡导体内部和表面都没有电荷定向移动的一种状态.-----+++++3.静电平衡条件(1)导体内部的场强处处为零；(2)导体表面附近的场强与该处表面垂直.(1)导体是个等势体;(2)导体表面是个等势面.电势场强二、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）条(4)静电屏蔽接地空腔导体消除腔内电荷对腔外的影响，同时腔内物体又不受腔外电场的影响。这种现象称为静电屏蔽。具有重要的实际应用价值。例1.如图，两个导体球用一根很长的导线连接起来，分析电荷、电荷密度。尖端放电例2.(非孤立导体)把接地导体球放在点电荷+q的电场中，求其上的感应电量Q同类例子:p334-11.8例3.图中有A,B两块导体及空腔导体C，其中A带电量为+q,B，C不带电。分析三者的电势大小关系。ABC+q答案：UAUBUC例4.如图，两个平行的导体板A、B，板面积为S，均带电。求(1)面电荷密度分布(2)板间场强(3)电势差。电荷守恒；导体内部E=0QAQBs2s3s4s1P’P11.2电容电容器一、孤立导体的电容孤立导体:是指其它导体和带电体都离它足够远的导体，因而其它导体或带电体对它的影响可以忽略。特点:导体所带电量Q与其电势U之比只与导体的形状,大小以及介质特性有关；而与具体的Q、U无关。电容:C=Q/U单位:F实例:孤立导体球的电容试估算铅球的电容