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文档简介

静电场中的导体与电介质,一静电平衡条件及导体上电荷分布,三静电场中的电介质,二电容器的电容,四静电场的能量,导体是等势体,1.静电平衡条件,（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.,导体表面是等势面,导体内部电势相等,一静电平衡条件及导体上电荷分布,空腔带电Q,且内有电荷+q,结论当空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面有感应电荷（电荷守恒）,2.静电平衡导体上电荷分布,为表面电荷面密度,作园柱形高斯面S,导体表面电场强度与电荷面密度的关系,导体表面附近任一点的场强与该处电荷面密度成正比,导体静电平衡遵循的基本原则:1.静电平衡的条件2.场基本性质方程3.电荷守恒定律,有导体存在时静电场场量的计算原则:,例1：接地导体球附近有一点电荷,如图所示。求:导体上感应电荷的电量。,解:,接地即,设:感应电量为Q，,球在O点产生的电势：,点电荷在O点产生的电势：,由电势叠加原理：,等势体,例2有一外半径和内半径的金属球壳，在球壳内放一半径的同心金属球，若使球壳和金属球均带有的正电荷，问两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？,解首先应根据静电平衡的条件求电荷分布,作球形高斯面,作球形高斯面,根据静电平衡条件,三电容器的电容,2圆柱形电容器,3球形电容器的电容,1平板电容器,设,1平板电容器,（2）两带电平板间的电场强度,（1）设两导体板分别带电,（3）两带电平板间的电势差,（4）平板电容器电容,R1,R2,（1）设内、外圆柱面各带有和,2圆柱形电容器,（3）,（2）,（4）电容,讨论,若C=?,平行板电容器电容,3球形电容器的电容,球形电容器是由半径分别为和的两同心金属球面所组成,解设内球带正电（），外球带负电（）,孤立导体球电容,*,电容器的联接,并联,串联,二静电场中的电介质,1有介质时的高斯定理,2对于各向同性的电介质,介质内部的场强只是自由电荷产生场强的,无论是有极分子的极化，还是无极分子的极化，虽然电介质极化的微观机理不尽相同，但在宏观上都表现为电介质表面出现了极化面电荷。,在具有某种对称性的情况下，首先由高斯定理出发解出,有介质时求场量的步骤,1有介质时的高斯定理,适用条件:1、一种各向同性均匀电介质充满整个电场或虽未充满所有空间，但介质表面是等势面2、多种同性均匀介质充满电场空间，但界面皆为等势面,+,-,Q,R0,r1,R1,R2,r2,例1,平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。,求,(1)各电介质层中的场强,(2)极板间电势差,解,做一个圆柱形高斯面,同理，做一个圆柱形高斯面,各电介质层中的场强不同,相当于电容器的串联,平板电容器中充介质的另一种情况,由极板内为等势体,考虑到,相当于电容器的并联,各电介质层中的场强相同,例2常用的圆柱形电容器，是由半径为的长直圆柱导体和同轴的半径为的薄导体圆筒组成，并在直导体与导体圆筒之间充以相对电容率为的电介质.设直导体和圆筒单位长
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