大学物理PPT课件--电势.ppt

导体达到静平衡 + + + + + + + + + + E 外 E 感 感应电荷 感应电荷 ⑴导体内部任意点的场强为零 ⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直 等势体 等势面 导体内 导体表面 处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度处处为零，整个导体是个等势体。 静电平 衡条件 处于静电平衡状态的导体的性质： 1.导体是等势体，导体表面是等势面。 2.导体内部处处没有未被抵消的净电荷，净电荷只分布在导体的表面上。 3.导体以外，靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度 的关系为 详细说明如下 金属球放入前电场为一均匀场 1.导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。 金属球放入后电力线发生弯曲 电场为一非均匀场 + + + + + + + 2.导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面上。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。 静电场中的孤立带电体： 导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。 曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度较大 曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小 曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小 3.导体表面上的电荷分布 导线 证明: 即 用导线连接两导体球 则 表面附近作圆柱形高斯面 4.导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂直，大小与该处导体表面电荷面密度?e成正比。 尖端放电 尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。 ——形成“电风” 二、导体壳和静电屏蔽 1、空腔内无带电体的情况 腔体内表面不带电量， 腔体外表面所带的电量为带电体所带总电量。 导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。 未引入q1时 放入q1后 2.空腔内有带电体 + 3.静电屏蔽 接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场 不受壳内电荷的影响。 封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场 不受外电场的影响； + + + + 电荷守恒定律 静电平衡条件 电荷分布 三、有导体存在时场强和电势的计算 例1.已知R1 R2 R3 q Q 求 ①电荷及场强分布；球心的电势 ②如用导线连接A、B，再作计算 解: 由高斯定理得 电荷分布 场强分布 球心的电势 场强分布 球壳外表面带电 ②用导线连接A、B，再作计算 连接A、B， 中和 *例2.已知：导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边 放入导体板B。 求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布 (2)将B板接地，求电荷分布 a点 b点 A板 B板 解方程得: 电荷分布 场强分布 两板之间 板左侧 板右侧 (2)将B板接地，求电荷及场强分布 板 接地时 电荷分布 a点 b点 场强分布 电荷分布 两板之间 两板之外 *课堂练习 已知: 两金属板带电分别为q1、q2 求：?1 、?2 、?3 、?4 7-6 电容 电容器 一、孤立导体的电容 孤立导体：附近没有其他导体和带电体 单位：法拉（F）、微法拉（?F）、皮法拉（pF） 孤立导体的电容 孤立导体球的电容C=4??0R 电容——使导体升高单位电势所需的电量。 1.电容器的电容 导体组合,使之不受周围导体的影响 ——电容器 电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号 电荷q时，电量q与两极板间相应的电势差uA-uB的比值 二、电容器及电容 将真空电容器充满某种电介质 电介质的电容率（介电常数） 平行板电容器 电介质的相对电容率（相对介电常数） 同心球型电容器 同轴圆柱型电容器 2.电容器电容的计算 平行板电容器 已知：S、d、?0 设A、B分别带电+q、-q A、B间场强分布 电势差 由定义 讨论 与 有关 ； 插入介质 球形电容器 已知 设 +q、-q 场强分布 电势差 由定义 讨论 孤立导体的电容 圆柱形电容器 已知： 设?? 场强分布 电势差 由定义 平行无限长直导线电容 已知:a、d、d a 求:单位长度导线间的C 解: 设?? 场强分布 导线间电势差 电容 三、电容器的串并联 串联等效电容 并联等效电容 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 7-3　静电场的环路定理 其中 则 一、电场力做功 保守力 　与路径无关 推广 (与路径无关) 结论