導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場及復(fù)習(xí)講義-展示頁
2025-05-08 06:16本頁面
【正文】 001:)(0?????(b) 空心導(dǎo)體的情況 1）導(dǎo)體空腔內(nèi)沒有其它電荷時，內(nèi)表面上不會有凈電荷； 2）導(dǎo)體空腔內(nèi)有其它電荷時，內(nèi)表面上會有等量異號的凈電荷。 二、靜電平衡后導(dǎo)體上的電荷分布 導(dǎo)體內(nèi)部的電荷分布 （ a） 實心導(dǎo)體的情況 —— 導(dǎo)體內(nèi)部無 凈 電荷，一切凈電荷都分布在導(dǎo)體的外表面上。 E??EE ?? ?? 0 00 ??? EE ??00 ??? EE ??A 0E?E??+++++++ －－－－－－－ q q － 導(dǎo)體靜電平衡的條件 表面。 靜電感應(yīng)現(xiàn)象： 導(dǎo)體進(jìn)入外場 后，自由電子將在電場力的作用下定向運動，在靠近 A的一端堆積起負(fù)電荷 q ，另一端堆積起正電荷 q ， q 、 q 稱為 感應(yīng)電荷 。 167。 7－ 5 電 場的能量 167。 7－ 3 電介質(zhì)的極化 167。 第七章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 167。 7－ 1 靜電場中的導(dǎo)體 167。 7－ 4 電介質(zhì)中的電場 有電介質(zhì)時的高斯定理 電位移 167。 7－ 2 電容器 電容器的并聯(lián)和串聯(lián) 教學(xué)要求 ： ，能用該條件分析帶電導(dǎo)體在靜電場中的電荷分布；求解有導(dǎo)體存在時場強與電勢的分布問題； 2. 了解電介質(zhì)的極化機理，了解電位移矢量的物理意義及有電介質(zhì)時的高斯定理； 3. 理解電容的定義，能計算簡單形狀電容器的電容； 4. 理解帶電體相互作用能，計算簡單對稱情況下的電場能量。 71 靜電場中的導(dǎo)體 一、靜電感應(yīng) 導(dǎo)體的靜電平衡條件 金屬導(dǎo)體的特征及靜電感應(yīng)現(xiàn)象 金屬導(dǎo)體的特征： 有大量的 自由電子 ，無外場時，自由電子的負(fù)電荷與金屬離子的正電荷均勻分布， 導(dǎo)體呈電中性 。 0E?感應(yīng)電荷要建立起附加電場 ，導(dǎo)體中的總電場為 ，如果 ，則自由電子將繼續(xù)定向移動，感應(yīng)電荷增加，附加電場加強，直到 ，稱導(dǎo)體達(dá)到了 靜電平衡 。 表面內(nèi) ?? EE 0?0???E由上可得：處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體，其表面是等勢面。 ??? ???????0001((0內(nèi)）內(nèi)）即：所以是但導(dǎo)體靜電平衡的條件為導(dǎo)體中的總電場）（高斯面證明：在導(dǎo)體中作任意qsdEEEqsdESSS???????S 表面不會有凈電荷。 （證明同上，略） a b S q q 設(shè)金屬表面的電荷面密度為 σ ，表面附近的場強為 ，為求兩者間的關(guān)系，做一個底面為△ S的圓柱形高斯面，底面與導(dǎo)體表面平行，下底面在導(dǎo)體內(nèi) 。 E?導(dǎo)體表面電荷面密度與曲率的關(guān)系 導(dǎo)體表面曲率越大處電荷面密度越大 ,例尖端放電現(xiàn)象。 這就是靜電屏蔽原理 。 （ 2） 在金屬球內(nèi)（ r r 0 時）：電場 01 ?E?在金屬球殼與導(dǎo)體球之間（ r0 r R1時）： 20201 2 4 rqEqsdES ??????? 得??R 1 R 2 r0 q 作過 r 處的高斯面 S1 在金屬球殼內(nèi)（ R1 r R2時）：電場 03 ?E?20400212 4 4 rqEqqsdES ??????????? 得??在金屬球殼外（ r R2時）： 作過 r 處的高斯面 S 2 （ 3） 設(shè)金屬球殼的電勢為 V殼 ，則： 20204 4422 RqrqdrldEVRR ???????? ???? ??殼設(shè)金屬球的電勢為 V球 ，則： 2020424401022110RqrqdrldEldldEVRrRRRRr????????????????? ?????球R 1 R 2 r0 q )111(44)11(4210020220RRrqRqRrq????????????r0 R1 R2 r 0 電勢曲線 電場曲線 E V 容易看出：電勢的變化是連續(xù)的，而電場的變化是不連續(xù)的 例 2見講稿 電介質(zhì)：就是絕緣體。 167。 電介質(zhì)的介電常數(shù)： r??? 0?對于真空： 1?r?0??? ?r－－－－－－ ++++++ －－－－－－ ++++++ 0E二、電介質(zhì)的微觀機理 按電荷分布的特點，電介質(zhì)可以分為兩類 ： 無極分子 和有極分子 。 + 無極分子 包括 H He、 N2和 CH4（甲烷）等。以甲烷為例： 由于電荷中心重合，可以進(jìn)行如圖簡化： 有極分子 包括 HC l、 NH CO和 H2O等。 以水分子為例，兩個氫離子帶正電，碳離子帶負(fù)電，正、負(fù)電荷總量是相等的，但中心不重合，可以進(jìn)行如圖的簡化。 進(jìn)入外場后，在電場的作用下，正、負(fù)電荷的中心發(fā)生位移，不再重合，形成電偶極子。 (2) 有極分子的極化 進(jìn)入外場前有極分子就相當(dāng)于一個電偶極子，只是由于熱運動而總體排列無序。所以，這種極化稱為 轉(zhuǎn)向極化 。 00 EEEr?? ?00 39。 束縛電荷 （或叫極化電荷）：電場中的電介質(zhì)表面出現(xiàn)的電荷。 Q +Q E0
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1