大學(xué)物理第5章靜電場(參考版)
2025-01-16 19:38本頁面
【正文】 R Rq q????????R rrqRrE 2040?? ??????????R rrqRrRqrE 203044???????????RRdrrEdrrEW 2200220 421421 ????球體球面 WW ?。 dq U q q 82 外力 (電源 )功變?yōu)殡娙萜魉鶅?chǔ)的電能 U d qW Q?? 0 dqCqQ?? 0CQW 221? UQCU2121 2 ??這個(gè)結(jié)論對所有電容器都成立。 A 實(shí)際中 ,嚴(yán)格滿足電容器要求的不多 ,一般都是 忽略邊緣效應(yīng)的近似 . 定義： 電容器帶電量與其電壓之比 ABBA UqUUqC ???78 平行板電容器 : ? ? ? d A B 忽略邊緣效應(yīng) 0???? E則極板間的電勢差為 ldEUU BABA ?? ??? ?00 ???sqddEd ???平行板電容器的電容 dSUqCAB0???79 圓柱型電容器 : ?? RB RA 忽略邊緣效應(yīng) 在 A、 B之間的電場強(qiáng)度 002rrE ?? ?????A、 B兩導(dǎo)體的電勢差（取正值） AB2r RRdrU BARRABln200 ?????? ?? ?長度為 l的電容器電容 )/l n (2AB RRlUlC ??? ??AB80 : 當(dāng)均勻介質(zhì)、均勻充滿時(shí) 0CC r??① 使電容值擴(kuò)大： ② 電容器的耐壓值 介質(zhì)擊穿的問題 81 167。與導(dǎo)體的電量無關(guān)。 : ?? ??? is qsdP /??72 E0 E/ E EEE ??? ??? 0? 實(shí)驗(yàn)表明，對 各向同性的均勻介 質(zhì)有 EP ?? ?? 0? ? 叫電極化率 ，是一個(gè)無量綱的純數(shù)， P與 E的關(guān)系與方向無關(guān) 如果電介質(zhì)中各點(diǎn)的 χ值相同，就稱介質(zhì)為均勻電介質(zhì) 只有在各向同性的均勻介質(zhì)中， P與 E同向 73 六、有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 有電介質(zhì)時(shí) : /0 EEE??? ??在高斯面內(nèi) : ∑q+∑qi/ )(1 /0??? ??? iS qqSdE ????? ??? /is qsdP ???? ??? qSdPES ??? )( 0?定義 電位移矢量 PED ??? ??0?得到 ???? qSdDS ??74 在 各向同性 的電介質(zhì)中 EP ?? ?? 0?PED ??? ?? 0? )(0 EE ?? ?? ?? E?)1(0 ?? ???r =1+? 叫電介質(zhì)的相對介電常數(shù) EED r ??? ??? ?? 00??? r?稱介質(zhì)的 介電常數(shù) （ 電容率 ） 75 167。 ： 介質(zhì)中單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和為 極化強(qiáng)度矢量 VpP iV ?? ?????0l i m這里 ?V?0是指宏觀上夠小 ， 但微觀上夠大 。 接地空腔導(dǎo)體也可保護(hù)腔外空間不受腔內(nèi)的電場的影響 63 如：高壓帶電作業(yè)人員穿的導(dǎo)電纖維編織的工作服。 0)(1d0????? 內(nèi)表導(dǎo)內(nèi) qqsES ???qq ??? 內(nèi)表 空腔內(nèi) 的 內(nèi)狀況，取決于腔內(nèi)電量 q；腔內(nèi)帶電體及 腔內(nèi)壁的 幾何因素、介質(zhì)。 雷擊大廈 60 二、 導(dǎo)體殼與靜電屏蔽 1. 腔內(nèi)無帶電體的情況 在導(dǎo)體中包圍空腔選取 高斯面 S ?外 可不為零 ,但 空腔內(nèi) E內(nèi) = 0 內(nèi)表面 ?內(nèi) = 0 0d ???S sE ?? 導(dǎo)內(nèi) 0??iiq0d ???內(nèi)內(nèi)S s??? 若 ?內(nèi) ? 0，則 ?內(nèi) 必有正負(fù) , E 線從正電荷到負(fù)電荷與導(dǎo)體靜電平衡矛盾 (與導(dǎo)體為等勢體矛盾 ) 只能 ?內(nèi) = 0，且腔內(nèi)無 E線 ,只能 E內(nèi) = 0 。 58 (3) 導(dǎo)體表面附近場強(qiáng)大小與該處電荷面密度 ?e成正比 S?在 導(dǎo)體表面 任取一面元△ s, 面元上的電量 q= ? 靜電場中的孤立帶電體導(dǎo)體上電荷面密度的大小與該處 表面的曲率 有關(guān)。 5V 15V 20V 等勢面 電場線 電偶極子的等勢面 54 (1) 在任何靜電場中，等勢面與電場線處處正交 Uq在 等勢面上任意從 a移到 b, abbaUU ?? 0??? )( baab UUqA令 q在面上有元位移 ld?0???? dlqEldEqdA ?c o s??2?? ??(2) 電場線總是指向電勢降低的方向 cdE?沿電力線移動(dòng) +q 0????? )( dcdccd UUqWWA dc UU ??55 167。 r＜ R時(shí) 有人說 : 因 E內(nèi) = 0 , 所以 U內(nèi) = 0. 對不對？ ?? ? ???? RRra ldldU ???? EE ????? Rrq |40 ??Rq??? ??均勻帶電球面的內(nèi)部空間是等電勢空間。球半徑為 R、總電量為 q。 (3) 電勢零點(diǎn)的選擇。 電勢定義 46 將電荷 q從 a?b電場力的功 ? ??baldEq??0baab WWA ??)( ba UUq ?? 0注意 (1) 電勢是相對量，電勢零點(diǎn)的選擇是任意的。 說明 : 流 定理說明靜電場為保守場 說明 靜電場為有源場 ,環(huán)流定理說明 靜電場為 無旋場 (靜電場的電場線不能閉合 ) 。 電場力的功 電勢 一、電場力的功 E dl a b ldEqldFdA ???? ???? 0ldEqA baab ?? ?? ?0點(diǎn)電荷 ld?qbaarbr0qrF??drldEqdA ?? ?? 0 ?c os0 ldEq???drld ??c os?? ?? barrab rdrqqA2004 ?? )11(4 00ab rrqq ?????42 點(diǎn)電荷系 ldFdAnii???? ?? 1)(10 ldEqnii???? ??ldrrqqdA ni ii???? ??01200 4 ?????? barr
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