【正文】 電介質(zhì) 有關(guān) . 與所帶電荷量 無關(guān) . 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 三 電容器電容的計(jì)算 計(jì)算步驟 1） 設(shè)兩極板分別帶電 Q?2） 求電場(chǎng)的分布 E?3） 求兩極板間的電勢(shì)差 , U?ldEUBA????? ?4） 求 UQC??第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) dS1 平 行 板電容器 + + + +++ Q Q? SQE00 ??? ??（ 2） 兩帶電平板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 （ 1） 設(shè) 兩導(dǎo)體板分別帶電 Q?SQdEdldEU BA 0?????? ???（ 3） 兩帶電平板間的電勢(shì)差 dSUQC0????（ 4） 平 行 板電容器電容 由兩塊平行等大的金屬板構(gòu)成的電容器。 （ 1）孤立導(dǎo)體的電容是描述該導(dǎo)體儲(chǔ)存電荷能力大小的物理量，數(shù)值上等于每升高單位電勢(shì)所需的電量。 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 1R2R3Rq?q?例 2 有一外半徑 和內(nèi)半徑 的 導(dǎo)體球殼，在球殼內(nèi)放一半徑 的同心 導(dǎo)體 球，若使球殼和導(dǎo)體球均帶有 的正電荷， 問 兩球體上的電荷如何分布？球心的電勢(shì)為多少？ cm101 ?R cm72 ?Rcm53 ?RC10 8??q解 根據(jù)靜電平衡的條件求電荷分布 )(0 31 RrE ??0S 223 2d,?qSERrR ???? ? ??作球形高斯面 2S202 π4 rqE??1S2Sr作球形高斯面 1S第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 1R2R3R)(0 31 RrE ??)(π4 23202RrRrqE ????根據(jù)靜電平衡條件 )(0 123 RrRE ???0d 0S 33??? ?? ?iiqSE??00S 41 2d,4?? qqSERrii ???? ????)(π421204 RrrqE ???3Sr4Srq?q?q2?第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) ? ? ?? 0 d lEV O ?????? ? ????????112233 dddd4320 1 RRRRRR lElElElE ????????)( 0 31 RrE ??)(π4 23202RrRrqE ????)( 0 123 RrRE ???)( π421204 RrrqE ???)211(π431230?????RRRqVO ?1R2R3Rq?q?q2?第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 一、孤立導(dǎo)體的電容 ： 指導(dǎo)體周圍沒有其它帶電體和導(dǎo)體 ： 已知：半徑 R、電量 Q R + + + + + + + + + ε o + Q RUQ04??? UQC ?導(dǎo)體球面的電勢(shì) ?? ?? R ldEU ?? drrQR??? 204 ?? RQ04???當(dāng)電勢(shì)一定： 半徑越大，所帶電荷越多 當(dāng)半徑一定： 所帶電荷增加，電勢(shì)相應(yīng)增加 導(dǎo)體儲(chǔ)存或容納電荷的能力 167。 求 接地后導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的電量。 E?空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng) q?q應(yīng)用： 高壓設(shè)備周圍的金屬柵網(wǎng)，校測(cè)電子儀器的 金屬網(wǎng)屏蔽室。而接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場(chǎng)的影響。這都是為了避免尖端放電。而且在短暫的時(shí)間內(nèi)會(huì)釋放出大量的能量。,0???E尖端放電 R1??第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng) 帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即 尖端放電 . 尖端放電現(xiàn)象 ?? E?第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 在電場(chǎng)不很強(qiáng)的情況下，放電是很平穩(wěn)的進(jìn)行 .例如 :陰雨潮濕天氣在高壓輸電線表面附近看到的淡藍(lán)色輝光的電暈，就是一種平穩(wěn)的尖端放電現(xiàn)象。 + + + + + + + + + + 矛盾 導(dǎo)體是等勢(shì)體， 內(nèi)表面是等勢(shì)面。 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 0d ??? ? lEU ABAB ??若內(nèi)表面 有等量異號(hào)電荷 所以內(nèi)表面 不 帶電。 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) ? ? 0iq2 若導(dǎo)體為有空腔的導(dǎo)體（空腔導(dǎo)體帶電荷 Q）時(shí)， 電荷如何分布？ （ 1）空腔內(nèi)無電荷 所以，高斯面 S內(nèi)沒有凈電荷存在，電荷分布在表面上。 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) + + + + + + 從電勢(shì)來看 ne?τe? 靜電平衡條件 （ 1）導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零； （ 2）導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 ,都與導(dǎo)體表面垂直 . E?l?d? 導(dǎo)體表面是等勢(shì)面 0d ?????? lEU ??? 整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體 0d ??? ?ABABlEU ??lE ??? d?AB當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，從場(chǎng)強(qiáng)看： 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 二 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布 + + + + + + + + + + 結(jié)論一 當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)， 導(dǎo)體內(nèi)部無 凈 電荷， 電荷只能分布在導(dǎo)體表面上。當(dāng)導(dǎo)體不帶電或不受外電場(chǎng)影響時(shí)，金屬導(dǎo)體中的自由電子只作微觀的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，而沒有宏觀的定向運(yùn)動(dòng)。第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 電容和電容器 電介質(zhì)中的電場(chǎng)、電位移矢量、高斯定理 電場(chǎng)的能量 基本內(nèi)容 第十三章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì) 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) + + + + + + + + + 一 靜電感應(yīng) 導(dǎo)體的靜電平衡條件 感應(yīng)電荷 167。 1 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 靜電平衡 靜電感應(yīng)現(xiàn)象 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) + + + + + + + + + + + + 導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程： 無外電場(chǎng)時(shí) 金屬中有大量的自由電子，因而可以導(dǎo)電。 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) + + + + + + + + + + + + 0E?導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程： 加上外電場(chǎng)后 靜電感應(yīng)：導(dǎo)體中自由電子在靜電場(chǎng)力的作用下作宏觀定向運(yùn)動(dòng) ,使電荷產(chǎn)生重新分布的現(xiàn)象 . 第九章靜電場(chǎng) 中的導(dǎo)體與電介質(zhì) ＇EEE ??? ??00E?+ + + + + + + + ＇E?0E?0?E?導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度 外電場(chǎng)強(qiáng)度 感應(yīng)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度 ＝ 0 導(dǎo)體內(nèi)部和表面都沒有電荷作定向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。 00d??? ???iSqSE??0?E??1 實(shí)心導(dǎo)體帶有凈電荷 q，那么這些電荷如何分布？ ? ?? 0iqS 在導(dǎo)體內(nèi)部任意取一高斯面 S，由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，所以導(dǎo)體內(nèi)部任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都為 0. 任取一其它高斯面，都有相同的結(jié)論。 在導(dǎo)體內(nèi)做一包圍空腔的高斯面 S 0導(dǎo) 體 內(nèi) ?E??0d ??? ?S SE ??S問題： 會(huì)不會(huì)出現(xiàn)空腔內(nèi)表面上分布有等量異號(hào) 電荷的情況？ 答：不會(huì)。 S+ + A B 結(jié)論二 空腔內(nèi)沒有電荷時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部和空腔內(nèi)表面上都沒有凈 電荷，電荷只分布在導(dǎo)體外表面上。 0d ??? ? lEU ABAB ??注意： 均勻帶電的球殼：電荷均勻分布； 均勻帶電的 導(dǎo)體 球殼：電荷分布在外表面上 .