【2017年整理】大学物理六静电场中的导体和电介质.ppt

第6章 静电场中的导体和电介质;;;;;;静电平衡条件：;导体内各点电势相等;;;2　空腔导体;若内表面带电，必等量异号;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． ;3 导体表面附近场强与电荷面密度的关系;4　导体表面电荷分布规律; 尖端放电现象;;*;三 静电屏蔽;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？ ;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？ ;6-1 静电场中的导体;;;;*;*;二 电介质的极化;无极分子; 加外电场后; 在静电范围内，我们只考虑电介质被极化后对电场产生的影响（产生极化电荷），所以，无需将这两类电介质分开讨论 .;*;*;;*;*;例1 把一块相对电容率?r =5的电介质，放在相距d=2 mm的两平行带电平板之间. 放入之前，两板的电势差是220V . 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.;;例 图中半径为R 、带正电荷q0 的金属球，外面被相对电容率为 εr厚度为 R的均匀电介质球壳同心的包围着，电介质球壳外为真空. 求：空间中的场强分布；电介质与金属交界面上的极化电荷面密度σ’ .;由介质中的高斯定理可得;;*;例 半径为R 孤立导体球的电容;*;1 电容器分类;3 电容器电容的计算;1 平行平板电容器;2 圆柱形电容器;*;*;;*;;;;*;例 带电导体球的半径为R，带电量为q，球外为真空，计算电场的总能量；当球外充满相对电容率为εr的电介质时，电场的总能量是多少？　　;体积元取厚度为dr 的球壳,总能量为;例 圆柱形空气电容器中，空气的击穿场强是Eb=3?106 V·m-1 ，设导体圆筒的外半径R2= 10-2 m . 在空气不被击穿的情况下，长圆柱导体的半径R1 取多大值可使电容器存储能量最多？半径R1取多大值可使电容器承受的电压最大？;单位长度的电场能量;;*;*;*;*;*;*;*;*;*;1、如图所示，一内半径???a、外半径为b的金属球壳，带有电荷Q，在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q。设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上的电荷。 (2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势。(3) 球心O点处的总电势。 ; (3) 球心O点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q在O点产生的电势的代数和，即;3、一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R1 = 2cm，R2 = 5cm，其间充满相对介电常量为?r 的各向同性、均匀电介质。电容器接在电压U= 16V的电源上，（如图所示），试求距离轴线R = 2.5cm处的A点的电场强度和A点与外筒间的电势差。;则A点的电场强度大小为;例 一圆柱形电容器，外柱的直径为4 cm，内柱的直径可以适当选择，若其间充满各向同性的均匀电介质，该介质的击穿电场强度的大小为E0= 200 KV/cm．试求该电容器可能承受的最高电压． ;;1. 导体的静电平衡条件及导体上的电荷分布;2. 静电场中的电介质; 电容器电容的计算;电场总能量