動化好靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(已修改)
2025-05-08 13:56 本頁面
【正文】 167。 21 靜電場中的導(dǎo)體 167。 32 靜電場中的電介質(zhì) 167。 33 有電介質(zhì)時的高斯定理 167。 34 電容器及其電容 167。 35 電容器的靜電能 有電介質(zhì)時 靜電場的能量 (P43~62) 1．導(dǎo)體的靜電平衡 導(dǎo)體 E?(b) E=0 (c) F E0 (a) e 導(dǎo)體的靜電平衡過程 導(dǎo)體靜電平衡時的性質(zhì) 電場： 1 ） 導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零 。 2 ） 導(dǎo)體外靠近表面處的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直 。 電勢： 1 ） 導(dǎo)體是一個等位體 。 2 ） 導(dǎo)體表面是一個等位面 。 2 ） 導(dǎo)體表面之外附近空間的電場強(qiáng)度 E?與該處導(dǎo)體表面的面電荷密度 ? 滿足以下關(guān)系 ： 電荷： 1）導(dǎo)體內(nèi)部無處處無未抵消的凈電荷存在，電荷只分布在導(dǎo)體表面。 0nEe???0,0,nnEeEe??? ??????與 同 向與 反 向3）對孤立導(dǎo)體，導(dǎo)體表面曲率越大的地方，電荷密度越大，電場強(qiáng)度也越大，反之越小。 +E =0qS導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷 in t01SE d S q??? ???nS E d S E S?????i n tqS????0/ ???nE0nEe???證明： 2） ?S en E 導(dǎo)體表面電荷面密度與曲率的關(guān)系 ++++++++++++++++++++++ ++++E =0避雷針 2．導(dǎo)體靜電平衡時的受力 ?S E0 E F E S? ????00 0 022n n nE E E e e e? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?202nSFe????? 殼內(nèi)空間無電荷的情況 1）殼內(nèi)空間的電場強(qiáng)度為零，不管外界的電場怎樣。 2）電荷只分布在外表面上，內(nèi)表面處處無電荷。 實心導(dǎo)體與空心導(dǎo)體等效 殼內(nèi)空間有電荷的情況 導(dǎo)體殼內(nèi)表面所帶電荷與殼內(nèi)帶電體所帶電荷的代數(shù)和為零。 +q qq+ Q 靜電屏蔽 內(nèi)屏蔽： +++q q外屏蔽： 防靜電屏蔽袋 屏蔽線 高壓電防護(hù)服 高壓作業(yè) 例 2 1 一半徑為 R 1 的金屬球置于內(nèi)、外半徑分別為 R 2 和R 3 的金屬球殼中心，金屬球和球殼均帶有電量為 q 的正電荷。求： （ 1 ）金屬球和球殼的電勢 。 （ 2 ）若把外球殼接地，則內(nèi)球和外球殼的電勢分別為多少？ （ 3 ）若把內(nèi)球接地，則金屬球和球殼的電勢分別為多少？ R1R2R3q q2 q解 : 33220211200 ( ) ( )40 ( )2 ( )4rRqR r RrER r RqrRr???????? ???? ????????（ 1） 21 1 1 31 22P000 1 2 32d ( ) d d d441 1 2 ( )4RR R RqqV E r r r rrrqR R R? ? ? ???? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?El332 20 0 32( ) d d42RRqqV E r r rrR? ? ? ???? ? ???R1R2R3q q2 q2 0V ?211 20 0 1 211d ( )44RRqqVrr R R? ? ? ?? ? ??（ 2） R1R2R3q q11220233200 ( ) ( )4()0 ( ) ( )4rRqR r RrE E rR r RqqrRr????????? ????? ????? ?????（ 3） R1R2R3q ? q ?q + q ?21 1 31 22000 1 2 3( ) d d d441 ( ) 04RR R Rq q qV E r r r rrrq q q qR R R? ? ? ????? ?? ?? ? ?? ? ??? ? ? ?? ? ?31 2 31/1 / 1 / 1 /RqqR R R? ?? ??3122 20 0 3 0 3 1 2 31 / 1 /d4 4 4 1 / 1 / 1 /RRRq q q q qV r qr R R
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