有导体存在时的静电场.ppt

1、上节回顾,静电场的环路定理,静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分恒等于零,在 下，两个点电荷系统的静电势能,点电荷静电场的电势,静电场中任意两点电势差,例11：计算均匀带电球面的电势分布,球面内场点有,解：已知其电场分布为,概括起来，均匀带电球面内外的电势分布,球面外任一点的电势为,有导体存在时的静电场,雷电,1999，3，24凌晨，以EA-6B“徘徊者”为主体的电子干扰机首先对南联盟展开全方位的干扰。目地为使南联盟防空预警体系“休克”，为整个空袭扫除空防障碍。 EA-6B电子干扰机是一个高效能电子战斗机，可携带最新的强电磁脉冲弹，一枚炸弹足以给方圆数十里内的各种电子设备造成严重的物理损伤，使

2、雷达，计算机等失去工作能力。也正因为如此，部署在意大利阿维亚若空军基地的10架“徘徊者”电子干扰机对南联盟实施“地毯式”压制和强电磁脉冲杀伤，充当北约“休克”战法的主力,金属网罩屏蔽之重要,一. 静电感应与静电平衡,1.静电感应,2. 静电平衡 导体内部和表面电荷的宏观定向运动 终止，电荷分布不随时间改变,1) 静电平衡条件： 用场强来描写： 导体内部场强处处为零； 表面场强垂直于导体表面,用电势来描写： 导体为一等势体； 导体表面是一个等势面,金属球放入前电场为一均匀场,2) 静电场中导体对外电场的影响,金属球放入后电力线发生弯曲 电场为一非均匀场,E,3) 静电平衡时导体上的电荷分布,导体

3、体内处处不带电（净电荷为零,证明：在导体内任一点取小的高斯面，包围一体积元dV, 由高斯定理,导体带电只能在表面,导体表面电荷面密度与导体外紧邻处场强的关系,孤立带电导体表面电荷分布 在表面凸出的尖锐部分(曲率是正值且较大) 电荷面密度较大； 在比较平坦部分(曲率较小)电荷面密度较小； 在表面凹进部分带电面密度最小,尖端放电,空腔导体,腔内无带电体： 电荷分布在导体外表面，导体内部及腔体的内表面处处无净电荷。 腔内无电场或说腔内电势处处相等,腔内有带电体： 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所 带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定,静电屏蔽：腔内、腔外的场互不影响,静电屏蔽的

4、装置-接地导体壳,例15. 接地导体球面附近有一点电荷,如图所示,解,接地 即,设:感应电量为 由于导体是个等势体 o点的电势为0 则,求:导体上感应电荷的电量,已知：金属球与金属球壳同心放置，球的半径为R1、带电为q；壳 的半径分别为R2、R3 带电为Q,求:(1)电量分布；（2）场强分布； （3)球 和 球壳 的电势,例题16,解（1）电量均匀分布 Aq；B内 -q ， 外 Q+q,2,E = 0 （其他,3) 球的电势,4)球壳的电势,to6,根据叠加原理,二 电容 电容器,1、孤立导体的电容,Q,定义 电容,Q,球形导体,单位 法拉（F） 微法（F） 皮法（pF,2、电器容,3、典型电

5、容器电容的计算,基本步骤,1、设电容器两极板分别带 Q 电荷,2、计算极板间的电势差U,3、根据定义求出电容C,例题 求平板电容器的电容 （极板面积S、间距d 、 充电介质介电常数,d,解 设两极板分别带 Q 电荷,例题 求圆柱形电容器的电容 （筒长L 、内外半径分别为R1 、R2，充电介质介电常数,解 设两极板分别带 Q 电荷,两极板间距离中轴r处电场强度为,有电介质时的静电场,1. 有极分子及无极分子,甲烷分子,水分子,一. 极化现象与极化电荷,1) 无极分子的位移极化,出现诱导电偶极矩,2. 介质的极化,加上外电场后，由于诱导电偶极矩的出现， 在介质左右的两个端面上出现极化电荷层,2) 有极分子的转向极化,无外电场时， 整个介质不带电,加上外电场后， 在介质左右两 端面上出现极 化电荷,极化电荷是束缚电荷，外电场消失它也随之消失。 极化电荷的效果就代表了整个极化现象的效应,实验,r相对介电常数,实验规律,各向同性均匀介质充满电场空间,各向同性均匀介质表面是等势面,二. 有介质时的高斯定理,实验规律,实验规律,D的高斯定理 q0为自由电荷的代数和,单位: C/m2,用高斯定理求,求,例18. 一平行板电容器，其中填充了一层介质，尺寸如图，介质的相对介电常数为,d,d,1,2,B,C,A,三. 电容器,1. 电容器的电