第九章靜電場中的導體和電介質

第九章靜電場中的導體和電介質第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一

理解靜電場中導體處于靜電平衡時的條件，并能從靜電平衡條件來分析帶電導體在靜電場中的電荷分布.

二理解電容的定義，并能計算幾何形狀簡單的電容器的電容.

三了解靜電場是電場能量的攜帶者，了解電場能量密度的概念，能用能量密度計算電場能量.教學基本要求9.0教學基本要求第9章靜電場中的導體和電介質第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月+++++++++一靜電感應靜電平衡條件感應電荷9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月++++++++++++9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月++++++++導體內電場強度外電場強度感應電荷電場強度9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月++++++導體是等勢體靜電平衡條件（1）導體內部任何一點處的電場強度為零；（2）導體表面處的電場強度的方向,都與導體表面垂直.導體表面是等勢面導體內部電勢相等9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二靜電平衡時導體上電荷的分布++++++++++結論導體內部無電荷1實心導體2有空腔導體空腔內無電荷電荷分布在表面上內表面上有電荷嗎？9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月若內表面帶電所以內表面不帶電++--結論電荷分布在外表面上（內表面無電荷）++++++++++矛盾導體是等勢體9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月空腔內有電荷電荷分布在表面上內表面上有電荷嗎？結論當空腔內有電荷時,內表面因靜電感應出現(xiàn)等值異號的電荷，外表面有感應電荷（電荷守恒）9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月+++++++++++為表面電荷面密度作錢幣形高斯面

S3導體表面電場強度與電荷面密度的關系表面電場強度的大小與該表面電荷面密度成正比9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月+++++++++注意導體表面電荷分布與導體形狀以及周圍環(huán)境有關.4導體表面電荷分布9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月帶電導體尖端附近電場最強帶電導體尖端附近的電場特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導體產生放電現(xiàn)象，即尖端放電.尖端放電會損耗電能,還會干擾精密測量和對通訊產生危害.然而尖端放電也有很廣泛的應用.尖端放電現(xiàn)象尖端放電現(xiàn)象的利與弊9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月<電風實驗>++++++++++<避雷針>尖端放電現(xiàn)象的利用9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三靜電屏蔽1屏蔽外電場外電場空腔導體可以屏蔽外電場,使空腔內物體不受外電場影響.這時,整個空腔導體和腔內的電勢也必處處相等.空腔導體屏蔽外電場9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月接地空腔導體將使外部空間不受空腔內的電場影響.

問：空間各部分的電場強度如何分布？接地導體電勢為零2屏蔽腔內電場++++++++9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

例有一外半徑和內半徑的金屬球殼，在球殼內放一半徑的同心金屬球，若使球殼和金屬球均帶有的正電荷，問兩球體上的電荷如何分布？球心的電勢為多少？解根據靜電平衡的條件求電荷分布作球形高斯面作球形高斯面9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月根據靜電平衡條件9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月9.1靜電場中的導體

第9章靜電場中的導體和電介質第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一孤立導體的電容例如

孤立的導體球的電容地球單位

9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二電容器電容器電容

電容的大小僅與導體的形狀、相對位置、其間的電介質有關.與所帶電荷量無關.三電容器電容的計算1）設兩極板分別帶電；2）求

；3）求；4）求.步驟9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1

平板電容器++++++------（2）兩帶電平板間的電場強度（1）設兩導體板分別帶電（3）兩帶電平板間的電勢差（4）平板電容器電容9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例1平行平板電容器的極板是邊長為的正方形，兩板之間的距離.如兩極板的電勢差為，要使極板上儲存的電荷,邊長應取多大才行.解9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月平行板電容器電容2圓柱形電容器（3）（2）（4）電容++++----（1）設兩導體圓柱面單位長度上分別帶電9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例２球形電容器的電容球形電容器是由半徑分別為和的兩同心金屬球殼所組成．解設內球帶正電（），外球帶負電（）．＋＋＋＋＋＋＋＋孤立導體球電容*9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月單位長度的電容解設兩金屬線的電荷線密度為

例3兩半徑為的平行長直導線中心間距為，且,求單位長度的電容.9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三電容器的串聯(lián)和并聯(lián)１電容器的并聯(lián)２電容器的串聯(lián)＋＋9.4電容電容器

第9章靜電場中的導體和電介質第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月+++++++++---------一電容器的電能電容器貯存的電能+9.6靜電場能量

第9章靜電場中的導體和電介質第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二靜電場的能量能量密度物理意義電場是一種物質，它具有能量.電場空間所存儲的能量電場能量密度9.6靜電場能量

第9章靜電場中的導體和電介質第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1如圖所示,球形電容器的內、外半徑分別為和，所帶電荷為．若在兩球殼間充以電容率為

的電介質，問此電容器貯存的電場能量為多少？解9.6靜電場能量

第9章靜電場中的導體和電介質第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（球形電容器電容）討論（1）（2）（孤立導體球貯存的能量）9.6靜電場能量

第9章靜電場中的導體和電介質第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解例2如圖圓柱形電容器，中間是空氣，空氣的擊穿場強是，電容器外半徑.在空氣不被擊穿的情況下，內半徑可使電容器存儲能量最多.（空氣