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《靜電場中的導體、電場能量2009s》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、靜電場中的導體和電介質作業(yè)：練習13（涉及電介質內容留下次完成,計算題2：僅求電場強度不求“電位移矢量”)教材：8-5“電風”吹蠟燭1靜電場中的導體和電介質靜電場靜電場電荷庫侖定律靜電場電場強度電通量高斯定理靜電場的環(huán)路定理電勢能電勢電勢差等勢面電勢與電場強度的關系靜電場中的導體電容電容器電場能量靜電場中的電介質2靜電場中的導體和電介質建立了電場的概念——任何帶電體周圍客觀存在的物質、具有能量、動量，是物質的存在形式。我們上一章的核心任務之一就是要認識這種特殊的物質，從庫侖定律之后，我們分別從“力”及“功、能”角度描述電場，即通過場中的電荷“受力”及“系統(tǒng)電
2、勢能”來反映場的性質，也即通過求解帶電體周圍電場的電場強度分布情況和電勢分布情況就可以知道場中如果引入電荷則場對電荷的作用力情況和“整個系統(tǒng)”的電勢能情況。本章我們關心的主要問題：如果電場中放入一個宏觀不帶電的“導體”或者“普通介質”，那么電場會不會對他們有影響，電場會不會受到影響，影響的結果如何呢？3靜電場中的導體和電介質第8章靜電場中的導體和電介質?導體導電性能很好的材料（各種金屬、電解質溶液）?電介質（絕緣體）導電性能很差的材料（云母、膠木等）?半導體導電性能介于導體和絕緣體之間的材料4靜電場中的導體和電介質??重點重點??導體的靜電平衡性質導體的靜電
3、平衡性質??空腔導體及靜電屏蔽空腔導體及靜電屏蔽??電容、電容器電容、電容器??難點難點??導體靜電平衡下電場強度矢量、電勢和導體靜電平衡下電場強度矢量、電勢和電荷分布的計算電荷分布的計算5靜電場中的導體和電介質一、靜電場中的導體靜電場與物質的相互作用體現(xiàn)在兩個方面：一方面，當把物質放在靜電場中時物質要受到電場的作用；另一方面，電場中的物質也會對電場產生影響。首先討論各向同性均勻金屬導體與電場的相互作用。1.導體的靜電平衡條件導體內有大量的自由電荷，當把導體放在外電場中時，導體中的自由電子都將受到電場力的作用，G出現(xiàn)宏觀定向運動，引起導體上電E0荷的重新分布
4、，在導體表面出現(xiàn)感應電荷。這種現(xiàn)象稱為靜電感應現(xiàn)象。6靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程無外電場時7靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0加上外電場后8靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0++9加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0+++10加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0+++++11加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0+++++12加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0+++++++13加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0+++++++
5、+++14加上外電場后靜電場中的導體和電介質導體的靜電感應過程E0++++++++++加上外電場后15靜電場中的導體和電介質導體達到靜電平衡++++++E，0E++++KKK'感應電荷E=E+E=0感應電荷016靜電場中的導體和電介質GGG導體內部的總場強E=E+E'GGGG0E'當時E=E0+E'=0,導體處于靜電G平衡狀態(tài)。E0導體的靜電平衡：在電場中，導體的內部和表面都沒有電荷定向移動的狀態(tài)。?導體靜電平衡條件：導體內部場強處處為0。用反證法，若電場強度不為零，則自由電荷將能移動。說明：1）這里所指的導體內部的場強是指空間中的一切電荷（包括導體外部的電
6、荷和導體上的電荷）在導體內部產生的總場強。2）以后所指的導體都是指處在靜電平衡狀態(tài)下的導體。17靜電場中的導體和電介質2.2.靜電平衡狀態(tài)導體的性質靜電平衡狀態(tài)導體的性質1）導體上的電勢分布結論：靜電平衡時導體為等勢體，導體表面為等勢面。證明：設一導體處于靜電平衡狀態(tài)。在導體內任取兩點，其電勢差為：bbGGUab=Ua?Ub=∫E?dlaaG靜電平衡時E=0∴Ua?Ub=0,Ua=Ub導體為等勢體，導體表面為等勢面。18靜電場中的導體和電介質2）導體上的電荷分布結論1：靜電平衡時導體內無凈電荷，所有電荷分布于外表面。證明：導體內作高斯面GG∑q內?=?EdS
7、=ew∫∫Sε高G0斯靜電平衡時E=0,∴∑q=0面縮小高斯面，如果∑q≠0,G則有E≠0所以靜電平衡時導體內無凈電荷。19靜電場中的導體和電介質結論2：電荷在導體表面上的分布與導體表面的形狀和周圍存在的帶電體有關。一般來說，孤立導體處于靜電平衡時，它的表面各處的面電荷密度與各處表面的曲率有關，曲率越大的地方，面電荷密度越大。1σ∝+++++++++++++++R++++++++++++++++++++++++++++曲率較大，表面尖而凸出部分，電荷面密度較大曲率較小，表面比較平坦部分，電荷面密度較小曲率為負，表面凹進去的部分，電荷面密度最小20靜電場中的導
8、體和電介質1l>>R1R2Rσ∝R12R導線Q1Q2
