第11章静电场中导体和电介质讲述.ppt

例：将电荷 q 放置于半径为 R 相对电容率为 ?r 的电介质球中心，求：I 区、II区的 E、V。 解：在电介质球内、外各作半径为 r 的同心球形高斯面。球面上各点E、D大小相等，具有球对称分布。 S 例：两平行极板间距为 d , 极板面积为 S，Sd,面电荷密度为 ?0 , 其间插有厚度为 d’ 、相对电容率为 ?r 的电介质，如图 求 ：P1 、P2点的D和E； 解：过 P1 点作圆柱形高斯面, 左右底面分别在导体内和经过 P1 点。 高斯面 完全类似:过P2点作高斯面, 左右底面分别在导体内和经过P2点。 例. 自由电荷面密度为?0的平行板电容器, 其间充满相对介电常数为εr 的电介质，求极化电荷面密度。 +?o - ?o -?′ +?′ D 解: 如图取一圆柱形高斯面，由介质中的高斯定理 由无限大带电平面的场强和场强叠加原理 作业 P63 3,9，11 行驶在上海世博园区内的超级电容公交车 通过车载电容器驱动, 车站被改造成充电站, “在始发站，等乘客上车的2、3分钟功夫就能充好电，以后每一站停靠期间和充电架连上充几十秒电。” §11.4 电容 电容器 一、孤立导体的电容 2、孤立导体的电容 2）意义：反映导体储存电荷的能力。 3、电容单位：法拉（F） 常用单位：微法?F和皮法（微微法）pF C与电量和电势无关，只取决于导体形状和尺寸等。 1、孤立导体：不受外界影响的导体（该导体附近无其它带电体）。 1）定义：带电量与其电势的比值。 带电q ----电势V ， 带电2q ----电势2V ……. 例：求孤立导体球（R）的电容 R 例：两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，两者的电容值相比较 　（A）空心球电容值大　（B）实心球电容值大 　（C）两球电容值相等 （D）大小关系无法确定 二、电容器的电容 1、电容器：两个相互靠近又彼此绝缘的导体所构成的系统。 极板 2、电容器的分类 (1)按电介质材料分：气体、云母、陶瓷电容等. (2)按极板形状分：圆柱型、球型、平行板电容器等. …… 3、表征电容器性能的两个量：耐压，电容 耐压：电容器两极板上所能加的最大电压。 电容器击穿：电容器极板间电压超过耐压时,两极板间的电介质被击穿。 4、电容器的电容C 1）意义：表示电容器储存电荷能力的大小。 2)定义：极板电量q与极板间电势差U之比. 注意：电容器电容大小只与电容器的大小、形状、电介质种类等有关，而与电量、电势差无关。 5、计算电容器电容的一般步骤 （1）先设定电容器两个极板的带电量 （2）求出两极板间电场强度E （3）计算两极板间的电势差 （4）由电容定义式计算出电容C 例: 平行板电容器的电容 平行板电容器极板面积为S，板间距离为d ，板间充满某种电介质,S d，求电容器电容。 作圆柱形高斯面, 上下底面分别在极板和电介质内。 同种电介质充满两极板间的空间。 A B - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + 解：假设两极板分别带电+q、-q 例：电容器两平行极板间距为 d , 极板面积为 S，Sd, 其间插有厚度为 d’ 、相对电容率为 ?r 的电介质，如图，求该电容器的电容。 解：设两极板电荷面密度 先求出P1、P2、P3三点的场强。 例、球形电容器由半径为R1的球体和内半径为R3的导体球壳构成，其间有两层均匀电介质，分界面的半径为R2，相对介电常数分别为?r1和?r2 。求电容。 R1 R2 R3 ?r1 ?r2 解： * 第11章 静电场中导体和电介质 11.1 静电场中的金属导体 11.2 静电场中电介质 11.3 有电介质时的静电场和高斯定理 11.4 电容 电容器 11.5 电场的能量 一. 导体静电平衡条件 导体放入外电场时,导体中电荷的重新分布的现象。 §1 静电场中的金属导体 1、金属导体的电结构特点 有大量自由电子. + + + + + + + + A B + + + + + + + + _ _ _ _ + + + + A B 2. 静电感应现象 3、感应电荷——静电感应现象中出现的电荷 4、静电平衡状态（静电平衡） 导体表面和内部都无电荷作宏观定向移动的状态。 5、静电平衡条件 （1）导体内部任一点的电场强度为零。 （2）导体表面附近任一点的电场强度方向垂直于该点处的表面。 E内= 0 1）场强 2）电势 （1）导体是一个等势体。 （2）导体表面是一个等势面。 E= 0 1 实心导体 S 导体内部没有净电荷,电荷只能分布在导体表面. + + + + + + + + + + + + + + + + +