大學(xué)物理,課件,習(xí)題(已修改)
2025-01-25 19:34 本頁面
【正文】 習(xí)題課－－ 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 1. 靜電平衡條件 : 導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng) 處處 為零，導(dǎo) 體表面上的場強(qiáng) 垂直 于該點(diǎn)表面。 推論： 1） 整個(gè)導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面。 2） 導(dǎo)體內(nèi)部電荷體密度為零，電荷只分布表面。 2. 在靜電平衡條件下，導(dǎo)體上的電荷分布 : 1) 實(shí)心導(dǎo)體 : (不論導(dǎo)體是否帶電 , 不論導(dǎo)體是否在外電場中） 導(dǎo)體內(nèi)部沒有 凈 電荷 ,電荷只能分布在導(dǎo)體 表面 上。 2）空腔導(dǎo)體： 腔內(nèi) 無 電荷時(shí) 電荷只分布在外表面上； 腔內(nèi) 有 電荷時(shí) 腔體內(nèi)表面電荷與腔內(nèi)電荷 等值異號(hào) 。 一、靜電場中的導(dǎo)體 3）導(dǎo)體表面電荷密度與場強(qiáng)關(guān)系 ： nE ??0??? 平行平板電容器 dSC 0??同心球電容器 ABBARRRRC??04 ??UQC ?同軸圓柱形電容器 )l n (2 0AB RRLC ???等效電容 : 串聯(lián)等效電容 ...11121??? CCC并聯(lián)等效電容 ...21 ??? CCC)( 0CC r??充有電介質(zhì) (?r), 則 二、靜電場中的電介質(zhì) 1. 電介質(zhì)對電場的影響 : EEE ??? ???0 ?????內(nèi)ssqsdD 0??電位移矢量 PED ??? ??0?在各向同性線性介質(zhì)中 : 當(dāng)均勻介質(zhì)充滿電場全部空間 , 或分界面是等勢面時(shí) : ,00 ED ?? ??rEE?0??? ,0CC r??EED r ??? ??? ?? 0EEp r ??? 00 )1( ???? ??? ?? c o spnp ???? ??三、靜電場能量 電容器能量 22212121 CUCUw ???靜電場能量 dvEdvwv221 ??? ???(A) F/q0比 P點(diǎn)處原先的場強(qiáng)值大 (B) F/q0………………………... 小 (C) F/q0等于原先 P點(diǎn)處的場強(qiáng)值 (D) 無法確定 例 1 帶負(fù)電的大導(dǎo)體附近 P點(diǎn)有 試驗(yàn)電荷 q0，測得 q0受力為 F, 若電量 q0不是足夠小，則： ? +q0 P ? 例 2 不帶電金屬球殼內(nèi)外半徑 R1和 R2,今在球心處放點(diǎn)電荷 q, 則球殼的電勢 ? ? q q +q ? P r ? q ? P r 2022 444 RqrqrqP ????????????204 RqP ??? ?答： E內(nèi) =0，降低為 ?0, 右，負(fù) 思考：比較 ?q, ?導(dǎo) ？ 例 4 金屬球 (+Q), 與金屬球殼 (r1,r2)同心，取 ?為電勢零點(diǎn)，則殼內(nèi) P點(diǎn)的 E=____, ?=_____ Q r1 r2 r ? P ,0?PE204 rQP ??? ?答：： 例 3 負(fù)電荷 (q)移近不帶電導(dǎo)體 A， 則該導(dǎo)體內(nèi) E__, 導(dǎo)體電勢 時(shí)若導(dǎo)體接地，則導(dǎo)體上 __端 ___電荷入地。 (? q ?導(dǎo) 0) + + + q A
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