静电场电介质复习已看ppt课件

1、一、静电场中的导体一、静电场中的导体导体内部场强处处为零导体内部场强处处为零整个导体是等势体整个导体是等势体导体表面场强处处垂直表面导体表面场强处处垂直表面导体表面是等势面导体表面是等势面1. 导体的静电平衡条件导体的静电平衡条件2. 静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布 0 内内qE0 3. 有导体存在时静电场的分析与计算有导体存在时静电场的分析与计算 1 2 2 3 3 4 4QSPSQ 21 043 0222204030201 032 由电荷守恒得由电荷守恒得由高斯定理得由高斯定理得由导体内部由导体内部P点点场强为零得场强为零得(1)第第8章章 静电场中的导体和电介质知识

2、点复习静电场中的导体和电介质知识点复习 横柱面高斯面横柱面高斯面例例1: 将带电面将带电面A与平板导体与平板导体B平行放置，如图。已知平行放置，如图。已知A、B所带电量分别为所带电量分别为QA、 QB 。则达到静电平衡后，。则达到静电平衡后，平板导体平板导体B左表面左表面S上所带电量为上所带电量为_。(3)ABS解：由平板导体解：由平板导体B电荷守恒得电荷守恒得由平板导体由平板导体B内内P点场强为零得点场强为零得P0222030201 1 2 3又因又因QA=S1 由由(1)、(2)式联立得式联立得B32)(QS (1)0321 SSS(2)导体导体B左表面左表面S上所带电量为上所带电量为)(

3、21ABQQ 例例2: 同心导体球面，半径分别为同心导体球面，半径分别为R1和和R2，电量分别，电量分别为为Q1和和Q2。当把内球接地时，内球带电为。当把内球接地时，内球带电为_。044202101 RQRQ 2211QRRQ 解：内球接地，其电势为零，设其电量为解：内球接地，其电势为零，设其电量为Q1内球接地，电量不一定为零。内球接地，电量不一定为零。(2)2Q1Q O R1R2二、二、 静电场中的电介质静电场中的电介质1. 的高斯定理的高斯定理D SqSD内内0d2. 电容器的电容电容器的电容UQC 3.孤立导体球的电容孤立导体球的电容RC04 4. 电容器的能量电容器的能量QUCUCQW

4、21212122 5. 静电场的能量静电场的能量电场能量密度电场能量密度 22e212121DDEEw VEVwWd2d2e (4)ED 例例3:如下图，两个同心薄金属球壳的内、外半径分别如下图，两个同心薄金属球壳的内、外半径分别为为R1、R2，两球壳间充满两层均匀介质，它们的相对，两球壳间充满两层均匀介质，它们的相对介介电常数分别为电常数分别为 r1 、 r2，这两层电介质分界面的半，这两层电介质分界面的半径为径为R。 设内球壳带电量为设内球壳带电量为Q。求。求:(1) 电位移矢量和电场强度的分布；电位移矢量和电场强度的分布； (2) 内外球壳间的电势差。内外球壳间的电势差。OR1Rr1 R

5、22r 解解: (1)由由D的高斯定理可得的高斯定理可得r R10 D24 rQD 由由 得得EDr0 r R1R1 r R0 ErerQE2r104 R r R2(5)(2) 两球壳间电势差两球壳间电势差: 2121d4d4d22r021r0RRRRRRrrQrrQrEU )1111(422r2r1r11r0RRRRQ (6)rLQEr 02 解：两极面间的电场解：两极面间的电场在电场中取体积元在电场中取体积元rrLVd)2(d 则在则在 dV 中的电场能量为：中的电场能量为：VEWrd2d20 例例4: 一圆柱形电容器，两个极面的半径分别为一圆柱形电容器，两个极面的半径分别为R1和和R2，

6、两极面间充满相对介电常数为两极面间充满相对介电常数为r的电介质。求此电容的电介质。求此电容器带有电量器带有电量Q时所储存的电能。时所储存的电能。L+QQ rR1R2 21d221d02RRrrrLQWW 1202ln221RRLQr CQ221 )/ln(2120RRLCr (7)drr例例5:设电子静止能量储藏在它的全部电场中。如果设设电子静止能量储藏在它的全部电场中。如果设想电子是一个带电球面，求电子球面的半径是多大？想电子是一个带电球面，求电子球面的半径是多大？ 解：电子外面的电场为解：电子外面的电场为 204reE 图中球壳层内的电场中储藏的能量为图中球壳层内的电场中储藏的能量为2022208dd