静电场中的导体与介质

134 第 6 章静电场中的导体与电介质一、基本要求1．掌握导体静电平衡的条件和静电平衡条件下导体的性质，并能利用静电平衡条件解决有关问题。2．理解电容的定义，掌握典型电容器电容的计算方法。3．了解电介质极化的微观机制，理解电介质对静电场的影响。掌握介质中静电场的基本规律，掌握应用介质中的高斯定理求解介质中静电场的电位移矢量和电场强度的计算方法。4．理解静电场能量的概念，能计算一些对称情况下的电场能量。二、知识框架三、知识要点1．重点（1）导体的静电平衡条件和静电平衡条件下导体的性质。（2）电容的定义及典型电容器电容的计算方法。（3）电 介质中的高斯定理及其应用。（4）静电场的能量及其计算。2．难点（1）静电平衡时电荷的分布和存在导体时静电场的场强分布及电势分布。（2）电 介质中的高斯定理及其应用。孤立导体的电容: QCV电容器的电容 : ABQQCVVV电容器储能 : 22222eQCUWCQU电容器串联121111nCCCC电容器并联12nCCCC静电平衡时导体内 E=0与导体的相互作用静电感应描述静电平衡时导体内 V 处处相实 心 导 体 :电荷Q 只分 布 在 导体 表 面 上 ,导 体 内 无净电荷电荷分布空腔导体空 腔 内有 带 电体 Q; 电荷 只 分布 在 导体 外 表空 腔 内 有带电体q; 内 表 面 有-q; 外 表 面有+q+Q应用 :导体的电容静电场与物质的相互作用与电介质的相互作用描述电介质中的场强00rEEEE电位移0rDE电极化强度 : VpP极化电荷与自由电荷的关系 : 01rrQQ环路定理 : d0L El保守场有 介 质 时 的 高 斯定理0SdqDS静电场能量密度 : 212ewE静电场能量 : deeVWwV135 四、基本概念及规律1．导体的静电平衡条件及其性质（1）导体的静电平衡条件导体内部电场强度处处为零，即0内E（2）导体处于静电平衡时的性质① 导体是等势体，导体表面是等势面。② 导体表面的场强处处与导体表面垂直，导体表面附近的场强大小与该处导体表面的面密度成正比，即0Een表面③ 电荷只分布在导体外表面。（3）静电屏蔽在静电平衡条件下，空腔导体内部电场不受外部电场的影响，接地空腔导体内部与外部电场互不影响，这种现象称为静电屏蔽。2．电容 C（1）孤立导体的电容VqC电容的物理意义：使导体每升高单位电势所需的电量。（2）电容器的电容BAVVqC（3）电容器两极板间充满电介质后的电容0CCr其中 C0 是两极板间为真空时的电容，r 是电介质的相对介电常数。（4）几种常见电容器...