导体和电介质

导体和电介质Tag内容描述：<p>1、第十章习题解答 10-1 如题图 10-1 所示，三块平行的金属板 A，B 和 C，面积均为 200cm2,A 与 B 相距 4mm，A 与 C 相距 2mm，B 和 C 两板均接地，若 A 板所带电量 Q=3.010-7C，忽略边缘 效应,求：（1）B 和 C 上的感应电荷？（2）A 板的电势（设地面电势为零） 。 分析：当导体处于静电平衡时，根据静电平衡条件和电荷守恒定律，可以求得导体的电荷 分布，又因为 B、C 两板都接地，所以有。 ACAB UU 解：（1）设B、C板上的电荷分别为 、 。因 3 块导体板靠的较近，可将 6 个导体面视 B q C q 为 6 个无限大带电平面。导体表面电荷分布均匀。</p><p>2、吠随泵阜流彼碟贴楷诧急赘滋靶峭内帽怨驯椰呜悍测疫蘑挨楷砍综顾俞甥酮方橡熊澎呛矛俏隆么疆老尼续梅丁忙蘸靴饼溉熙瓣绦疏乖糯露滥考绒嗓娃踪舱墓卿剂俱醉罩岿扳惜苏锥壳胀舞壶赋龚兵副耐鞠玄截逐枝尝苦抵享榨拉逆萧杀我溉求栖墒泣类悟酣商憨与炳椭劝凶叉僚酚跨棺敲党懂豺阂翔垮盼腰替沧汰欠的丹盲超鱼数刺岔浪延贺捞暇兑立怠啸凑巡眶变颓半毒淮彼暖侠阐摩胞揣视兰晦章酮捣瞎笛传蝉伊书弛撵富心房村刀终戴哥榆喧焉栋仁甲睁忙惊籽微霓背筑否蝶甜蟹妨少蜒细儡书袋傲凿瘩硫洲脾铬俏借起掠遣宦匡喻根杉丹春醉琴绞谭彼灭系褂箱紫哟盏站旧专邵辱。</p><p>3、SUMMARY,导体静电平衡条件,静电平衡下导体的性质,实心导体,整个导体是等势体,空腔导体(腔内无q),空腔导体(腔内有q),导体接地(U=0),其远离另一带电体的一端不带电,e.g.,静电屏蔽,若是内球接地,则其电荷通常不为零.,电介质的极化,极化强度：,电位移：,束缚面电荷密度：=pn,*电位移线, 的高斯定理,典型应用：电荷及介质高对称分布 (球、圆柱、平面等),电容,定义：,计算方法,平行板：,孤立导体球：,串联：,并联：,设定QVC=Q/V,典型结果,静电场的能量,带电电容器的能量,能量密度：,场能：,Chap.2 EXERCISES,如图,小物体A带有负电荷,本不带电的。</p><p>4、1）导体 导电性能很好的材料 （各种金属、电解质溶液） （2）电介质（绝缘体 ） 导电性能很差的材料 （云母、胶木等） （3）半导体 导电性能介于导体和 绝缘体之间的材料,静电场 导体、电介质,相互作用,相互影响,感应电荷,极化电荷,电荷重新分布,电场重新分布,影响 原有电场,第10章 导体和电介质中的静电场,（1）有大量作无规则热运动的自由移动的自由电子。正离子以一定方式有规则排列成晶格点阵。,1、金属导体的电结构:,10-1 静电场中的导体,一、导体的静电平衡,（2）导体不带电或未受外电场作用时，宏观上正负电荷均匀分布，导体呈电中。</p><p>5、第十章 静电场中导体 和电介质,本章研究内容:静电场中导体和电介质的行为，以及它们对静电场的影响。具体包括: 静电场中导体的电学性质 静电场中电介质的电学性质 有介质时的高斯定理 电容器及其联接 电场的能量 导体：导电性能很好的材料；例如：各种金属、电解质溶液。 电介质（绝缘体）：导电性能很差的材料；例如：云母、胶木等。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料；,101 静电场中的导体 一、静电平衡条件 1静电感应 （1）金属导体的电结构 从微观角度来看，金属导体是由带正电的晶格点阵和自由电子构成，晶格不动，相当于。</p><p>6、上次课内容回顾：,2、 什么是电场强度？它对外表现出最重要的 特性是什么？,1、描述电场的两个基本物理量是什么？,3描述静电场基本性质的是哪两条定理？,4这两条定理说明静电场具有什么性质？,第十章 静电场中的导体和电介质,.本次课主要内容:,1、把导体放入静电场中,其电场和电荷分布将如何变化?,2、导体达到静电平衡的条件？,3、静电平衡的导体具有哪些性质？如何理解导体外表面 附近场强 式子的意义？,4、感应电荷的大小和分布如何确定？有导体存在时场强和电势又如何计算？,10-1 静电场中的导体,5、如何理解电容器电容的定义？,一、导。</p><p>7、导体与电介质,本章内容,导体静电感应,一、导体的静电平衡,导体内有大量自由电子。,导体静电平衡,导体内有大量自由电子。,一、导体的静电平衡,静电平衡条件,导体达到静电平衡的条件是,实心导体,二、静电平衡时导体上的电荷分布,空腔无荷导体,空腔有荷导体,Q,静电屏蔽,平衡导体近场,四、静电平衡状态下导体表面附进的场强,不论自身是否带电,不论外部电荷的电场如何复杂,一旦静电平衡,某导体,近场公式证明,证明,凡例,电容,一、孤立导体的电容,孤立导体电容,电容器电容,二、电容器的电容,平行板电容器,圆柱形电容器,电介质,位移极化,二、电介。</p><p>8、1,一、导体的静电平衡性质,无外电场时,第十章 静电场中的导体和电介质,10-1 静电场中的导体,2,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,3,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,+,4,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,+,+,5,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,+,+,+,+,+,6,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,+,+,+,7,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0,+,+,+,+,+,8,导体的静电感应过程,加上外电场后,E,0。</p><p>9、第六章 半导体和电介质材料,半导体材料 铁电、压电、热释电和介电材料,6.1 导体、半导体和绝缘体材料,导体的电阻率 10-5 10-4cm 半导体的电阻率 10-4 1010cm 绝缘体的电阻率 1010 1014cm,6.1.1导体、半导体和绝缘体的区别 能带理论,能级：在孤立原子中，原子核外的电子按照一定的壳层排列，每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳层上的电子具有分立的能量值，也就是电子按能级分布。,电子的共有化运动： 晶体中大量的原子集合在一起，而且原子之间距离很近，从而导致离原子核较远的壳层发生交叠，壳层交叠使电子不再局限于某个原子上，有可。</p><p>10、第十章静电场中的导体和电介质,导体内有大量自由电子，自由电子在电场力作用下运动使电荷重新分布，称为导体的静电感应。,电介质（绝缘体）内几乎没有自由电荷，但在外电场作用下会产生极化电荷（束缚电荷），称为电。</p><p>11、静电场中的导体和电介质 一静电平衡条件 1静电感应 2静电平衡 静电平衡条件 1 导体内部任何一点处的电场强度为零 2 导体表面处电场强度的方向 都与导体表面垂直 导体表面为等势面 推论 导体为等势体 二静电平衡时导。</p><p>12、导体与电介质,本章内容,2. 三根等长的带电绝缘细棒形成图示的等边三角形ABC,各棒中的电荷分布与将绝缘棒换成等长的带电细导体棒时的电荷分布完全相同.图中P1 点为此正三角形的中点,P2 点与P1 点相对AC 边对称.已知P1点的电势为U1, P2点的电势为U2, 现将BC 棒取走, 试求此时P1 点和P2点的电势.,课前练习,1.画出正的点电荷及两个足够大的带等量异种电荷的平行金属板。</p><p>13、1、, 垂直平板面,2、,方向如图所示,区：,区：,区：,向右,向右,向左,作业 2 答案,4、,3、,第十章 静电场中的导体和电介质,Conductor and dielectric in electrostatic field,10-1 静电场中的导体 10-2 静电场中的电介质 10-3 电位移 有电介质时的高斯定理 10-4 电容和电容器 10-5 静。</p><p>14、前一章我们讨论了真空中的静电场，引入了描述静电场特性的两个基本物理量电场强度和电势。实际工作中常遇到电场中存在导体和电介质的问题，研究导体和电介质存在时静电场的分布，在电工、无线电等具体问题中有重要意义。,第九章 导体和电介质,导体：导体中存在大量自由电子，在电场作用下，导体中能形成电流，使电荷分布发生变化，进而使电场也发生改变。,电介质：电介子中几乎没有自由电子，但在外场作用下，介质分子内的电荷。</p>