導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場ppt課件.ppt

《導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第六章導(dǎo)體和電介質(zhì)中靜電場§6-1靜電場中的導(dǎo)體§6-2有導(dǎo)體時靜電場的分析方法§6-3靜電場中的電介質(zhì)§6-4電容和電容器§6-5電場的能量9/8/20211.靜電感應(yīng)現(xiàn)象a.靜電感應(yīng)：外電場的作用導(dǎo)致導(dǎo)體中電荷重新分布而呈現(xiàn)出帶電的現(xiàn)象b.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)部和表面上都沒有電荷的定向移動狀態(tài)§6-1靜電場中的導(dǎo)體一.導(dǎo)體的靜電平衡條件9/8/20212.導(dǎo)體的靜電平衡條件無外電場電子和晶格點陣作隨機的微觀熱運動電子在電場力作用下作宏觀定向運動加外電場9/8/2021外場感應(yīng)導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程外場感應(yīng)外場感應(yīng)外場感應(yīng)外場

2、感應(yīng)外場感應(yīng)外場感應(yīng)外場感應(yīng)外場感應(yīng)9/8/2021導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程靜電平衡狀態(tài)9/8/2021(1).靜電平衡條件：a.導(dǎo)體內(nèi)部任何一點的場強為零b.導(dǎo)體表面上任何一點的場強方向垂直于該點的表面(2).等價條件：靜電平衡時，導(dǎo)體為等勢體.9/8/20211.導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體表面上證：在導(dǎo)體內(nèi)任一點P處取一任意小的高斯面S靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)即電荷只能分布在導(dǎo)體表面上----體內(nèi)無凈電荷二.靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布9/8/20212.有空腔的導(dǎo)體：設(shè)空腔導(dǎo)體帶電荷Q空腔內(nèi)沒有電荷時:導(dǎo)體內(nèi)

3、部和空腔內(nèi)表面上都沒有凈電荷存在，電荷只分布在導(dǎo)體外表面證：在導(dǎo)體內(nèi)作一包圍空腔的高斯面S導(dǎo)體內(nèi)即----S內(nèi)無凈電荷存在9/8/2021空腔內(nèi)有電荷q時：空腔內(nèi)表面感應(yīng)出等值異號電量-q，導(dǎo)體外表面的電量為導(dǎo)體原帶電量Q與感應(yīng)電量q的代數(shù)和由高斯定理和電荷守恒定律可證9/8/20213.靜電平衡導(dǎo)體，表面附近場強的大小與該處表面的電荷面密度成正比證:過緊靠導(dǎo)體表面的P點作垂直于導(dǎo)體表面的小圓柱面，下底△S’在導(dǎo)體內(nèi)部9/8/20214.靜電平衡導(dǎo)體,表面曲率越大的地方,電荷面密度越大以一特例說明:設(shè)有兩個相距很遠的導(dǎo)體球，

4、半徑分別為R和r(R>r)，用一導(dǎo)線將兩球相連9/8/20211.尖端放電避雷針1750年美富蘭克首先發(fā)明避雷針三.導(dǎo)體靜電平衡特性應(yīng)用9/8/2021靜電屏蔽：隔絕電的相互作用,使內(nèi)外互不影響的現(xiàn)象a.對外電場的屏蔽b.接地空腔導(dǎo)體屏蔽腔內(nèi)電荷對外界的影響2.靜電屏蔽9/8/2021導(dǎo)體放入靜電場中：§6-2有導(dǎo)體時靜電場的分析方法導(dǎo)體的電荷重新分布導(dǎo)體上的電荷分布影響電場分布靜電平衡狀態(tài)9/8/2021【例6-1】半徑為R的不帶電導(dǎo)體球附近有一點電荷?q，它與球心O相距d，求?導(dǎo)體球上感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的電場強度及此時

5、球心處的電勢；?若將導(dǎo)體球接地，球上的凈電荷為多少？解：設(shè)導(dǎo)體球表面感應(yīng)出電荷?q’?q’的分布不均勻，外加電場越大處，感應(yīng)電荷密度越大9/8/2021a.球心O處場強為零，是±q’的電場和q的電場疊加的結(jié)果即b.因為所有感應(yīng)電荷在O處的電勢為9/8/2021而q在O處的電勢為導(dǎo)體球接地：設(shè)球上的凈電荷為q1解得9/8/2021(1)求電場分布,球和球殼的電勢U1和U2及它們的電勢差△U;(2)用導(dǎo)線將球和球殼連接時場和電勢怎樣?(3)外球殼接地時怎樣?(4)設(shè)外球殼離地面很遠,若內(nèi)球接地,電荷如何分布?U2為多少？【例6-

6、2】半徑為r1的導(dǎo)體球帶有電荷+q,球外有一個內(nèi)外半徑分別為r2、r3的同心導(dǎo)體球殼，殼上帶有電荷+Q9/8/2021解(1)球殼內(nèi)表面均勻分布電荷-q，球殼外表面均勻分布電荷q+Q以同心球面作為高斯面有9/8/2021a.球的電勢為9/8/2021b.球殼的電勢為c.電勢差為9/8/2021(2).用導(dǎo)線連接球和球殼：球面上的電荷與球殼內(nèi)表面電荷中和9/8/2021(3).外球殼接地，即U2=0：球殼外表面上電荷為零,但導(dǎo)體球表面和球殼內(nèi)表面上的電荷分布不變9/8/2021(4).內(nèi)球接地有U1＝0設(shè)內(nèi)球表面帶電荷q’，則

7、球殼內(nèi)表面帶電荷-q’，球殼外表面帶電荷(Q＋q’)因r3r1

8、q和-q：----電荷分布在極板內(nèi)側(cè)面ⅠⅡⅢ9/8/2021由場強疊加原理有方向向右ⅠⅡⅢ同理9/8/2021(2).設(shè)兩板帶等值同號電荷+q：----電荷分布在極板外側(cè)面由有ⅠⅡⅢ9/8/2021由場強疊加原理可得ⅠⅡⅢ方向向左方向向右9/8/2021【例6-4】把一塊原來不帶電的金屬板