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文檔簡介

靜電場中的導體和電介質

靜電場中的導體和電介質1.掌握導體靜電平衡的條件和性質。2.理解電容的定義，掌握三種常用電容器的電容公式。3.理解電介質極化的機理，理解電介質對電容、電勢和場強的影響。4.掌握有介質時高斯定理的應用。5.理解能量密度的概念，掌握電場能量的計算。電容器的并聯(lián)和串聯(lián)(1)、并聯(lián)

并聯(lián)時，可獲得較大電容，但電容器兩端電勢差與單獨使用時相同，電容器組的耐壓能力受耐壓能力最低的電容器限制。(2)、串聯(lián)

串聯(lián)時，總電容比每一個電容器的電容都小，但各電容器兩端電勢差比總電勢差小，因此被擊穿的危險性減小了。AB以平行板電容器為例，來計算電容器的能量。

+設在時間t內，從B板向A板遷移了電荷再將dq從B板遷移到A板需作功極板上電量從0—Q作的總功為忽略邊緣效應，對平行板電容器有能量密度不均勻電場中（適用于所有電場）注意：積分區(qū)間為所有有電場存在的空間。電容器的能量例1、帶電為，半徑為的導體球的靜電場能（設球外為真空）解：方法一：計算電場能量該帶電系統(tǒng)的電場分布在以外的整個空間，且電場強度分布為取方法二：根據(jù)電場能等于將各電荷元從無限遠移入過程中，外力克服電場力作功方法三：由電容器的靜電能計算孤立帶電球體的電容為已知均勻帶電的、相對介電常數(shù)為εr球體，半徑為R，帶電量為QRQ從球心到無窮遠處的電場能量解r求例2取體積元例3

金屬球A的半徑為R1，帶電+Q1，外面有一個同心金屬球殼B，內半徑為R3，外半徑為R4，帶電Q2，在A，B之間充滿相對介電常數(shù)為r1和r2兩種均勻電介質層，分界面是半徑為R2的球面。試求總的電場能量。解：已知導體球殼A帶電量為Q

，導體球B帶電量為q

(1)將A接地后再斷開，電荷和電勢的分布；解A與地斷開后,電荷守恒ArR1R2B-q(2)再將B接地，電荷和電勢的分布。(1)A

接地時，內表面電荷為-q外表面電荷設為(2)設B上的電量為根據(jù)孤立導體電荷守恒例求B球圓心處的電勢總結(有導體存在時靜電場的計算方法)1.靜電平衡的條件和性質:

2.電荷守恒定律3.確定電荷分布,然后求解ArR1R2B-q例

證明：兩平行放置的無限大帶電的平行平面金屬板A和B相向的兩面上電荷面密度大小相等，符號相反，相背的兩面上電荷面密度大小相等，符號相同。證明：本節(jié)的重點和難點

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