掌握导体静电平衡条件.ppt
《掌握导体静电平衡条件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《掌握导体静电平衡条件.ppt(35页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1 .掌握导体静电平衡条件,并能用来确定典型导体的电荷分布。,2 .掌握导体电容的物理意义,掌握电容器电容的定义和计算方法。,3 .了解电介质的静电性质,能熟练运用有介质时的高斯定理计算充满均匀介质或电介质表面是等势面的电场的场强。,4 . 理解静电场储能的概念,掌握电容器储能和由电场能量密度计算某些对称分布电场的能量。,学习要求,第六讲 导体和电介质中的静电场,1 . 导体静电平衡的条件,(1) 用电场强度描述,(2) 用电势描述:整个导体是等势体,表面是等势面。,导体内部任一点的电场强度为零,导体表面上任一点的电场强度垂直于该点的表面。,(3) 用电荷分布描述:导体内部没有电荷,电荷只分
2、布在导体表面。且,基本概念和规律,2. 有介质存在时的电场,当电场充满均匀介质或电介质表面是等势面时,介质中任一点的电场强度,3. 有介质时的高斯定理,其中,为高斯面内所有自由电荷的代数和,电容器的电容,三种常见的电容器:,平行板电容器,4.电容器 电容,圆柱形电容器的电容,球形电容器的电容,电容器的能量,5.静电场的能量,电场能量的体密度:,电场能:,电场能是整个电场的总能量,当均匀电介质充满电场时,计算电场能的步骤:,1、计算,2、能量密度,3、对存在电场的整个空间积分求出电场能量,1、设带电q,2、计算,3、代入公式,计算电容的步骤:,1 .一个孤立导体球壳B带电量为Q,当另一个带电体A
3、 移近球壳B 时,,(1)球壳表面附近的场强沿什么方向?,(2)公式E=/0是否还适用?A对电场的影响如何体现?,课堂讨论题,答:球壳表面附近的场强沿垂直表面方向。,答:E= /0 仍然适用 ! A对电场的影响体现在球壳B上的电荷密度 改变了。,答: B球壳表面是等势面。若A带正电,则B球电势升高。,(3) 球壳B上电荷分布将发生什么变化?球壳表面还是不是等势面?,(4)带电体A是否在球壳内产生电场?壳内场强是否还是零?,(5) 如果在球壳内放一个点电荷,它是否受到壳外带电体A的静 电力作用?静电屏蔽如何体现?,答:带电体A在球壳内产生电场,当静电平衡时和B球壳上的感应电荷所产生的电场抵消,即
4、B壳内场强为零。,答:如果在球壳内放一个点电荷,它将受到壳外带电体A的静电力作用。 静电屏蔽体现在所有的影响抵消。,2. 半径为R1的导体球 A,带电量为q,其外同心地套一个导体球壳 B,其内外半径分别为R2 、 R3,带电量为Q,试问:,(1) 若将球壳B接地, A、B 上的电荷如何分布 ?,(2) 若将球 A接地, A、B 上的电荷如何分布 ?,答:若B接地,则R1面上均匀分布Q1的电量,R2面上均匀分布 Q1的电量.R3面上无电荷。,A球接地仅意味着电势为零!,解出q既可.,答:若将球壳B接地,再在距球 心O为r处(rR3)放一电荷q,则A、B 两导体的电势仍然不变。 B 的电势为零,A
5、球的电势等于A、B 两导体的电势差,所以A球电势不变。,(4)若将球壳B接地,再在距球心O为r 处(r R3)放一电荷q, 则A、B 两导体的电势是否改变? A、B 的电势差是否改变?为什么?,(3)若在距球心O为r 处(r R3)放一电荷q,则A、B 两导体的电势是否改变? A、B 的电势差是否改变?,答:若在距球心O为r 处(rR3)放一电荷q , r R3空间的电场强度不变则 A、B 的电势差不改变。而rR3空间的电场强度变化,所以A、B 两导体的电势改变。,4. 两块平行的大金属板A和B , 面积均为S,相距为d ,今将电荷Q 给予A板,忽略边缘效应.试讨论:,讨论:设两板两侧电荷面密
6、度分别为1、 2、 3、 4,金属板内场强为零,因此 :,是静电平衡的直接结果!,(3)将B板的外侧接地,(4)将B板的内侧接地:,与B板的外侧接地相同。,作高斯面S1:,作高斯面S2:,或直接写出:,例:一半径为R导体球原来不带电,将它放在点电荷+q的电场中,感应电荷与点电荷相距d。 (1)求导体球的电势 (2)若导体球接地,求其上的 感应电荷电量。 (3)感应电荷在球心点产生的场?,解:,(1) 导体球是个等势体,充分体现电势是标量的优越之处!,叠加,q1,(2)若导体球接地,设其上的 感应电荷电量为,(3)感应电荷在球心点产生的场?,静电平衡条件,感应电荷在球内任一点所产生的场强与q的场
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 掌握 导体 静电 平衡 条件
链接地址:https://www.31doc.com/p-2903541.html