静电场中的导体和介质.ppt

接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.问：空间各部分的电场强度如何分布？接地导体电势为零2屏蔽腔内电场++++++++3、静电屏蔽的应用例1、带有电荷，半径为的实心导体球，同心地罩上一个带电，内径为，外径为的导体球壳。试求：（1）静电平衡时内球和球壳的电荷分布；（2）如图所示，A、B、C、D处的场强和电势；（3）用导线把内球和球壳相连，此时的电荷分布及A、B、C、D处的场强和电势又如何？（1）据静电平衡条件和高斯定理有：内球：电荷均匀分布在球面；球壳：内表面均匀分布；外表面均匀分布。ADCB例题（2）由高斯定理，可算得：所以01D02C03B04AD用导线把内球与球壳相连，则内球与球壳连成一导体整体。静电平衡时，电荷只分布于导体表面，故内球表面和球壳内表面都不带电，电荷均匀分布与球壳外表面，导体内场强为零，整个导体是一等势体，即CBA讨论：若断开内球与球壳之间的连接导线，将内球接地，内球上的电荷如何分布？设：则：O+qP231+++OxO+qP+++01O02x03例:有一块大金属平板，面积为,带有总电荷，今在其近旁平行放置第二块大金属平板，此板原来不带电。（1）求静电平衡时，两金属板上的电荷分布及周围空间的电场分布；（2）如果把第二块金属板接地，情况又如何?③解:(1)④①②将方程①、②、③、④联立求解得:向右向右（2）如果把第二块金属板接地，这块金属板右表面的电荷将会消失，即向右向左例:如图所示，在一接地导体球壳A内有带电的同心导体球B，A外有一电量为Q的点电荷，已知点电荷与B球心的距离为R，空腔A的外表面半径为a，求：(1)空腔A的内表面电量。(2)空腔A的外表面电量。则（1）设空腔内表面的感应电荷为（均匀分布）ABRQ（2）设空腔外表面的感应电荷为由高斯定理得：由于球壳接地有，根据电势定义,则O点的电势为：另一方面,设球壳A外表面电量为,由电势叠加原理得：§12.2静电场中的电介质一、电介质的分类无极分子：分子正电荷“中心”与负电荷“中心”重合_无极分子例:氢分子有极分子：分子正电荷“中心”与负电荷“中心”不重合_103°_-2e+2e有极分子例:水分子电介质分子正(负)电荷中心：与分子中所有正(负)电荷等效的点电荷的位置。电介质:电阻率很大、导电能力很差的绝缘物质。二、电介质的极化过程电介质无极分子电介质有极分子电介质外电场外电场位移极化取向极化（也有位移极化）电介质极化产生束缚电荷，从而形成附加电场，则介质内外电场自由电荷：能在电场中自由移动的电荷（产生外场）。束缚电荷：因介质极化产生的电荷（产生附加电场）。既不能自由移动也不能离开电介质反映电介质的极化程度。可以证明：三、电极化强度四、介质中的高斯定理电位移通过静电场中任一闭合曲面的电位移通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和。令：三常量中已知其一可求余二则：例：在一点电荷产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷所在处为球心做一球形闭合面，则对此球形闭合面（）(A)高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强。(B)高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强(C)由于电介质不对称分布，高斯定理不成立(D)即使电介质对称分布，高斯定理也不成立q电介质B解：例:如图所示，一个带正电的半径为的金属球，周围充以无限大的相对介电常数为的油，求球外电场分布及金属球表面附近的油面上的极化电荷总量。【例】如图所示，自由电荷面密度为的无限大金属平板A、B间充满两层各向同性的电介质，电介质的界面与带电平板平行，相对介电常数分别为和，厚度分别为和。求：（1）各介质层中的电场强度。（2）A、B间的电势差。（3）各介质层界面上的极化电荷面