掌握导体静电平衡条.ppt

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.掌握导体静电平衡条件,并能用来确定典型导体的电荷分布。
肆
. 理解静电场储能的概念,掌握电容器储能和由电场能量密度计算某些对称分布电场的能量。
叁
.了解电介质的静电性质,能熟练运用有介质时的高斯定理计算充满均匀介质或电介质表面是等势面的电场的场强。
贰
.掌握导体电容的物理意义,掌握电容器电容的定义和计算方法。
学习要求
第六讲 导体和电介质中的静电场
. 导体静电平衡的条件
1
导体表面上任一点的电场强度垂直于该点的表面。
2
基本概念和规律
3
导体内部任一点的电场强度为零
用电场强度描述
4
用电荷分布描述:导体内部没有电荷,电荷只分
5
布在导体表面。且
用电势描述:整个导体是等势体,表面是等势面。
6
有介质时的高斯定理
为高斯面内所有自由电荷的代数和
其中
有介质存在时的电场
当电场充满均匀介质或电介质表面是等势面时,介质中任一点的电场强度
2
3
4
1
电容器的电容
1
平行板电容器
3
球形电容器的电容
5
三种常见的电容器：
2
圆柱形电容器的电容
4
电容器的能量
6
电容
电场能量的体密度：
01
电场能:
02
电场能是整个电场的总能量
03
当均匀电介质充满电场时
04

计算
能量密度
计算电场能的步骤：
对存在电场的整个空间积分求出电场能量
设带电q
计算
代入公式
计算电容的步骤：
课堂讨论题
.一个孤立导体球壳B带电量为Q,当另一个带电体A 移近球壳B 时，
答：球壳表面附近的场强沿垂直表面方向。
(1)球壳表面附近的场强沿什么方向?
答：E= /0 仍然适用 ！ A对电场的影响体现在球壳B上的电荷密度 改变了。
(2)公式E=/0是否还适用?A对电场的影响如何体现?
答： B球壳表面是等势面。若A带正电，则B球电势升高。
(3) 球壳B上电荷分布将发生什么变化?球壳表面还是不是等势面?
带电体A是否在球壳内产生电场?壳内场强是否还是零?
答：带电体A在球壳内产生电场，当静电平衡时和B球壳上的感应电荷所产生的电场抵消，即B壳内场强为零。
如果在球壳内放一个点电荷,它是否受到壳外带电体A的静
电力作用?静电屏蔽如何体现?
答：如果在球壳内放一个点电荷,它将受到壳外带电体A的静电力作用。
静电屏蔽体现在所有的影响抵消。
R3
R1
R2
A
B
Q
q
2. 半径为R1的导体球 A,带电量为q,其外同心地套一个导体球壳 B,其内外半径分别为R2 、 R3,带电量为Q,试问:
(1) 若将球壳B接地, A、B 上的电荷如何分布 ?
(2) 若将球 A接地, A、B 上的电荷如何分布 ?
答：若B接地，则R1面上均匀分布Q1的电量,R2面上均匀分布 –。
A球接地仅意味着电势为零!
解出q既可.
答：若将球壳B接地,再在距球 心O为r处(r>R3)放一电荷q,则A、B 两导体的电势仍然不变。 B 的电势为零，A球的电势等于A、B 两导体的电势差，所以A球电势不变。
R3
R1
R2
A
B
Q
q
r
q
(4)若将球壳B接地,再在距球心O为r 处(r > R3)放一电荷q, 则A、B 两导体的电势是否改变? A、B 的电势差是否改变?为什么?
(3)若在距球心O为r 处(r > R3)放一电荷q,则A、B 两导体的电势是否改变? A、B 的电势差是否改变?
答：若在距球心O为r 处(r＞R3)放一电荷q , r ＜R3空间的电场强度不变则 A、B 的电势差不改变。而r＞R3空间的电场强度变化，所以A、B 两导体的电势改变。