电磁学--静电场.ppt

* 电势叠加原理求电势，利用了点电荷电势公式 ，这一结果已选无限远处为电势零点，即使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零点。 * 处于静电平衡状态的导体是等势体，其表面是等势面。 * 带电导体接地，接地线提供与地球交换电量的通道，至于电荷向哪流动，取决于导体接地前的电势是高于大地，还是低于大地。当导体的电势高于大地时，接地后将有负电荷由大地流向导体，直到导体与大地的电势相等为止。 第一章　静电场 * 令 7 电势 （与零点选取有关） 第一章　静电场 * 电势零点的选取 物理意义：单位正试验电荷从点A移到无限远处静电场力作的功。 ：无穷远(有限带电体) 电势差 (将单位正电荷从A移到B时电场力作的功) 6 电势 静电场力的功 P193,5-22 第一章　静电场 * 令 1 电势定义： 点电荷的电势 8 电势的计算 第一章　静电场 * 2 点电荷电势公式与场强叠加原理 点电荷系 8 电势的计算 第一章　静电场 * 线电荷 面电荷 体电荷 电荷连续分布 8 电势的计算 2 点电荷电势公式与场强叠加原理 第一章　静电场 * 例6 P193 5-27 两个同心球面的半径分别为R1和R2，各自带有电荷Q1和Q2，求：各区域电势的分布。 8 电势的计算 解 （1） 根据高斯定理得 第一章　静电场 * 解 （1） 8 电势的计算 第一章　静电场 * 小结： 求电势 方法 （有限大带电体且选无限远处为电势零点） （已知积分路径上 的函数表达式） 8 电势的计算 第一章　静电场 * + + + + + + 导体是等势体 （1）内部任一点处电场强度为零； （2）表面处电场强度方向, 与导体表面垂直。 导体表面是等势面 导体内部电势相等 9 导体的静电平衡条件 第一章　静电场 * 1 电势分布 表面：等势面 内部电势：相等 导体是等势体 10 导体处于静电平衡时的性质 + + + + + + 2 场强分布 导体内部：　　 导体外紧靠导体表面的点 第一章　静电场 * + + + + + + + + + + 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 3 电荷分布 10 导体处于静电平衡时的性质 第一章　静电场 * （2）空腔导体 空腔内无电荷时 电荷分布在表面上 高斯面 内表面？ 外表面？ 10 导体处于静电平衡时的性质 第一章　静电场 * 若内表面带电，必等量异号 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 + + + + + + + + + + 空腔导体内表面上有电荷吗？ 所以内表面不带电 矛盾 导体是等势体 10 导体处于静电平衡时的性质 第一章　静电场 * 电荷分布在表面上 空腔内有电荷时 （2）空腔导体 内表面？ 外表面？ 第一章　静电场 * 内表面上有电荷吗？ 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（电荷守恒）。 10 导体处于静电平衡时的性质 第一章　静电场 * 导体接地问题 （1）导体接地：与地球等电势，与外界条件变化无关。 （2）带电导体接地，接地线提供与地球交换电量的通道，电荷流动方向，取决于导体接地前的电势是高于大地，还是低于大地。 注意 10 导体处于静电平衡时的性质 P228,习题6-2 P226,问题6-2 第一章　静电场 * 例7 教材P229 6-8 一导体球半径为R1 ，外罩一个半径为R2的同心薄导体球壳。已知外球壳所带总电荷为Q， 内球的电势为V0。 求：此系统的电势 和电场分布。 10 导体处于静电平衡时的性质 第一章　静电场 * + + + + + + + - - - - - - - 相对电容率 电容率 + + + + + + + - - - - - - - 11 电介质对电场的影响 第一章　静电场 * 电容大小：与导体形状、相对位置、其间电介质有关，与所带电荷量无关。 12 电容器的电容及计算 1 电容器电容 第一章　静电场 * 2 电容器电容的计算 （1）设两极板分别带?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 12 电容器的电容及计算 第一章　静电场 * 3 例 平板电容器电容的计算 + + + +++ - - - - - - （2）两带电平板间电场强度 （1）设两导体板分别带电 （3）两带电平板间电势差 （4）平板电容器电容 12 电容器的电容及计算 第一章　静电场 * 混联：根据连接