大学物理期末复习第6章 小结-1.ppt

静电场中的导体和电介质 第五章 静电场 物理学 第五版 第 六 章 6-0 教学基本要求 一 掌握静电平衡的条件，掌握导体处于静电平衡时的电荷、电势、电场分布. 二 了解电介质的极化机理，掌握电位移矢量和电场强度的关系.理解电介质中的高斯定理，并会用它来计算电介质中对称电场的电场强度. 四 理解电场能量密度的概念，掌握电场能量的计算. 6-0 教学基本要求 三 掌握电容器的电容，能计算常见电容器的电容. 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）导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直. 一、静电平衡 教学基本内容 2、静电平衡时导体上电荷的分布 + + + + + + + + + + 结论：导体内部无净电荷， 　　　电荷只分布在导体表面. (1)　实心导体 高斯面 教学基本内容 结论：空腔内无电荷时， 电荷分布在外表面, 内表面无电荷. － ＋ 高斯面 + + + + + + + + + + (2)　空腔导体 空腔内无电荷时 教学基本内容 空腔内有电荷时 结论: 空腔内有电荷+q时， 空腔内表面有感应电荷-q， 外表面有感应电荷+q． + 高斯面 q q -q 教学基本内容 3、 静电屏蔽 1　屏蔽外电场 用空腔导体屏蔽外电场 　屏蔽内电场 + + + + + + + + 接地空腔导体屏蔽内电场 教学基本内容 例 有一外半径R1=10 cm，内半径R2=7 cm 的金属球壳，在球壳中 放一半径R3=5 cm的同心 金属球，若使球壳和球 均带有q=10-8 C的正电 荷，问两球体上的电荷 如何分布？球心电势为 多少？ 教学基本内容 解 作球形高斯面 作球形高斯面 教学基本内容 教学基本内容 教学基本内容 R1=10 cm，R2=7 cm R3=5 cm，q=10-8 C 教学基本内容 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + 电极化率 二、极化电荷与自由电荷的关系 教学基本内容 有介质时的高斯定理 电位移通量 电位移矢量 三、介质中的高斯定理 教学基本内容 例1 把一块相对电容率?r =3的电介质，放在相距d=1 mm的两平行带电平板之间. 放入之前，两板的电势差是1 000 V . 试求两板间电介质内的电场强度E ，电极化强度P ，板和电介质 的电荷面密度， 电介质内的电位 移D. d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U 教学基本内容 解 d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U ?r =3， d=1 mm， U=1 000 V 教学基本内容 d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U ?r =3， d=1 mm， U=1 000 V 教学基本内容 例2 图中是由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成，其间充以相对电容率为?r的电介质. 设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为+?和- ?. 求(1)电介质中的电场强度、电位移和极化强度； (2)电介质内外表面的极化电荷面密度. 教学基本内容 解 (1) r 教学基本内容 (2) r 教学基本内容 电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关. 四、 电容器 教学基本内容 电容器电容的计算 （1）设两极板分别带电?Q （3）求两极板间的电势差U 步骤 （4）由C=Q/U求C （2）求两极板间的电场强度 教学基本内容 例1 平行平板电容器 + + + + + + - - - - - - 教学基本内容 例2 圆柱形电容器 设两圆柱面单位长度上分别带电?? ++++ ---- 解 教学基本内容 例3　球形电容器的电容 设内外球带分别带电?Q ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 解 教学基本内容 第五章 静电场 物理学 第五版