第六章 导体和电介质中的静电场VIP专享VIP免费

Contentschapter13电容capacity静电场与介质的相互作用interactionofelectrostaticfieldwithdielectric介质中的高斯定理Gausstheoremindielectric电场的能量energyofelectricfieldinteractionofelectrostaticfieldwithconductor电场与导体的相互作用§6.5静电场中的导体电容capacityinteractionofelectrostaticfieldwithconductor电场与导体的相互作用本课内容•导体静电平衡性质•静电平衡时导体电荷分布特点•静电平衡时场强•静电屏蔽•电容器的电容3)半导体(semiconductor)－－intel芯片导电能力介于上述两者之间的物体物体按导电能力分类：1)导体(conductor)---金属导体导电能力极强的物体(存在大量可自由移动的电荷)2)绝缘体（电介质,dielectric）导电能力极弱或不能导电的物体导体静电感应(electrostaticequilibrium)导体静电平衡*推论(静电平衡状态)证：在导体内任取两点p,qldEVViqpqpqpVV0iEpq0导体静电平衡条件：2)导体表面任一点场强方向垂直于表面,导体表面为等势面1）导体为等势体0ρdvqi小结：导体电荷分布dV结论：带电导体外表面各处的电荷面密度与该处曲率半径成反比,RQVR041RrrR224,,4RrRQRRqrrrRrQqrqVr041001144rRQqVVRr1）导体表面凸出而尖锐的地方（曲率较大）电荷面密度较大2）导体表面平坦的地方（曲率较小）电荷面密度较小3）导体表面凹进去的地方（曲率为负）电荷面密度更小孤立导体面电荷分布表面曲率越大，面电荷密度越大。尖端放电现象四.静电屏蔽:隔绝电的相互作用,使内外不受影响1屏蔽外电场E外电场空腔导体可以屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.E空腔导体屏蔽外电场q接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.接地导体电势为零q2屏蔽腔内电场++++++++qhttp://jpkc.xmu.edu.cn/ptwlx/flash%20cai.htm0内ECUiiSQsdE01LldE0ii.Q常量原则1.静电平衡的条件2.基本性质方程3.电荷守恒定律高斯定理场强环路定理五、有导体存在时静电场的计算已知导体球壳A带电量为Q，导体球B带电量为q(1)将A接地后再断开，电荷和电势的分布；解04120RQUAQ0QA与地断开后,qQA10044RqrqUBArR1R2B-q电荷守恒(2)再将B接地，电荷和电势的分布。A接地时，内表面电荷为-q外表面电荷设为Q例1求(1)0AUqQQ外内qqQ外20100444RqqRqrqUB021211RRrRrRqrRq204RqqUAB球球心处的电势QArR1R2B-q设B上的电量为q0内EqQ内根据孤立导体电荷守恒(2)例2、金属板面积为S，带电量为q。近旁平行放置第二块不带电大金属板。1)求电荷分布和电场分布；2)把第二块金属板接地，情况如何？解：1）依题意电荷守恒定律有下式：04321sqpABC2143选取如图高斯面，根据高斯定理有：032图示P点的场强是四个带电面产生的，)(0222204030201取正pEsqsqsqsq22224321电场电场sqEsqEsqECBA000222方向朝左方向朝左方向朝右方向朝右方向朝右方向朝右导体表面的场强导体表面的场强场强迭加4321EEEEEp2143ABC2）右板接地p高斯定理P点的合场强为零004321sqsq000CBAEsqEEABC04sq2103203212143已知：金属球与金属球壳同心放置，球的半径为R1、带电为q；壳的半径分别为R2、R3带电为Q；求:(1)电量分布；（2）场强分布；（3)球和球壳的电势ABqqQ2R3R1R例3q解（1）电量均匀分布球—q；球壳内—-q，球壳外—Q+q（2）21204RrRrqEArRrQqEB3204ErE=0（其他）（其他）（3)球的电势q1R321041RQqRqRqU球304RQqU壳1014RqU2Rq2024RqUqQ3R3034RQqUq1R2RqqQ3R3034RQqUrqU024rqU014球壳的电势r根据叠加原理根据叠...