06靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(精)

1、第六章靜屯場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2X5.00 in第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1/2.00 X 106C6.00 X KT15C4.00 m理+里n卩JVP= (8.99 X 109N.m2/C2)-6.29 X 1(P V求P (0, 4m)求電場力做yX=作“一0 = (3.00 X10TC)(_629XI(PV)-l.9X KF2JW = -At/ = 1.89xlO2J第六章靜屯場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)46-0教學(xué)基本要求6-1靜電場中的導(dǎo)體6-2靜電場中的電介質(zhì)6-3電位移有介質(zhì)時的高斯定理6-4電容電容器6-5靜電場的能量和能量密度物理學(xué)本章目錄第六章靜電場中的

2、導(dǎo)體和電介質(zhì)66-0教學(xué)基本要求一 掌握靜電平衡的條件，掌握導(dǎo) 體處于靜電平衡時的電荷、電勢、電場分 布二 了解電介質(zhì)的極化機(jī)理，掌握電 位移矢量和電場強(qiáng)度的關(guān)系理解電介質(zhì)中 的高斯定理，并會用它來計算電介質(zhì)中對 稱電場的電場強(qiáng)度._第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)56-0教學(xué)基本要求掌握電容器的電容，能計算常見電容器的電容.四理解電場能量密度的概念,電場能量的計算.掌握物理學(xué)物理學(xué)6-0教學(xué)基本要求6-1靜電場中的導(dǎo)體6-2靜電場中的電介質(zhì)6-3電位移有介質(zhì)時的高斯定理6-4電容電容器6-5靜電場的能量和能量密度選擇進(jìn)入下一節(jié):本章目錄1靜電感應(yīng)第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)76-1靜電場中的導(dǎo)體

3、靜電平衡條件第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)物理學(xué)第五版6-1靜電場中的導(dǎo)體薄羅2靜電平衡日conductor八冷胴憩的5禍鯽!、.- 廠- -*/ SW內(nèi)若襯削“J(rwl charge：0insulator第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-1靜電場中的導(dǎo)體物理學(xué) 第五版&第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)12w靜電平衡條件：(1)導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零;L (2)導(dǎo)體表面處電場強(qiáng)度的方向，都與導(dǎo)M體表面垂直.6-1靜電場中的導(dǎo)體-A-/n第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)物理學(xué)第五版116-1靜電場中的導(dǎo)體第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)146-1靜電場中的導(dǎo)體推論：導(dǎo)體為等勢體r導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)電

4、勢相等E = oUAB A = 0導(dǎo)體表面為等勢面 E 丄:.uAB= AE-dT = o靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布 實(shí)心導(dǎo)體E = 0f、Eds = o = 結(jié)論： 導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體表面.物理學(xué)第五版物理學(xué)第五版第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-1靜電場中的導(dǎo)體第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)166-1靜電場中的導(dǎo)體2空腔導(dǎo)體=0電荷分布在表面r內(nèi)表面？外表面？高斯空腔帶電導(dǎo)體_ 第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)_156-1靜電場中的導(dǎo)體 呷表面帶電，必等量異號E-CIS=- = 0匕趙歸0I與導(dǎo)體是等勢體矛盾物理學(xué)（）結(jié)論：空腔內(nèi)無電荷時，電荷分布在外表面， 內(nèi)表面無電荷物理學(xué)第五

5、版第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)17第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-1靜電場中的導(dǎo)體空腔內(nèi)有電荷時結(jié)論：空腔內(nèi)有電荷+Q時，空腔內(nèi)表面有感 應(yīng)電荷-g,外表面有感應(yīng)電荷+,血176-1靜電場中的導(dǎo)物理學(xué)第五版E-dS =0工4=0第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)物理學(xué)第五版亠第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)體6-1靜電場中的導(dǎo)體4導(dǎo)體表面電荷分布規(guī)電場與導(dǎo)證在導(dǎo)體表面，曲度愈大的地方 電荷密度及電場強(qiáng)度愈大第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-1靜電場中的導(dǎo)體第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)22尖端放電現(xiàn)象近的電場特別大，可 使尖端附近的空氣發(fā)物理學(xué) 第五版生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn) 生放電現(xiàn)象.6-1靜電場中的導(dǎo)體帶電

6、導(dǎo)體尖端附第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-1靜電場中的導(dǎo)體電風(fēng)實(shí)驗(yàn)24屏蔽內(nèi)電場2第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)26例 有一外半徑/?| =10 cm,內(nèi)半徑/?2=7 cm的金屬球殼，在球殼中 放一半徑心=5cm的同心 金屬球，若使球殼和球 均帶有q= 10-8C的正電 荷，問兩球體上的電荷如何分布？球心電勢為 多少？61靜電場中的導(dǎo)體第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)61靜電場中的導(dǎo)體第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)28物理學(xué)6-1靜電場中的導(dǎo)體解作球形高斯面,Q = 0 (r /?3)作球形高斯面52h %E2=q_第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)276-1靜電場中的導(dǎo)體物理學(xué)第五版-.黑EST：客(j

7、EiT|嚴(yán)dS第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)29第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)306-1靜電場中的導(dǎo)體C Ex=0E,=J4兀廠左3=0.E =2q44兀勺/2物理學(xué) 第五版(7?1rR2)(廠 v 盡)(R, r1相對電容率12）介質(zhì)杈化6-2靜電場中的電介質(zhì)左與。反向只有電持才能 產(chǎn)生電場電 介 質(zhì) 的 表面岀現(xiàn)了與 極核電持異 |號的電持E. Q極化電荷極化電荷: :03內(nèi)移動內(nèi)移動，束縛電持束縛電持。電介質(zhì)表面岀現(xiàn)的這種電椅只能在分子范與電介質(zhì)是不可分離的，稀為權(quán)化電持或第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)36物理學(xué)第五版妙2）介質(zhì)杈化6-2靜電場中的電介質(zhì)E E電介質(zhì)

8、牲外削場作用下，其表 面芯至內(nèi)部出現(xiàn)杈化電荷的現(xiàn) 象，叫做電介質(zhì)的權(quán)化。電介質(zhì)中的總亀場為兩個電場之和:第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-2靜電場中的電介質(zhì)二極化的微匍I電介質(zhì)分子全部正.負(fù)電荷對外的影響可分別用等效的一個正電荷和一個負(fù)電荷代替電介質(zhì)分子看作是等量異號電荷構(gòu)成的電偶極子第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)38物理學(xué) 第五版6-2靜電場中的電介質(zhì)ci):無極分子碼r=逗=0,(? = 0) )正負(fù)電荷作用中心車合的分子如N2S)2. C)2(2):有極分子正負(fù)電荷作用中心不垂合的分子。如H2OX CO.甲烷氯化氫水376-2靜電場中的電介質(zhì)(1 )無極分子電介質(zhì)的極化機(jī)制無外電場時，無極分

9、子的正負(fù)電荷中心車合無外場時的無極分子電介質(zhì)熱運(yùn)動第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)406-2靜電場中的電介質(zhì)(1)無極分子電介質(zhì)的極化機(jī)制有外電場時，無極分子正、負(fù)電荷垢被電場力拉開, 偏離原來的位置，形成一個電偶極子極化前工p= 0目極化后XP無外電場時，有極分子的正負(fù)電荷中心不重合無外場時的有極分子電介質(zhì)6-2靜電場中的電介質(zhì)當(dāng)沒有外電場時，電 偶極子的排列是雜亂 無章的，因而總分子 電偶極矩矢量和仍然 為零。第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)39物理學(xué)第五版有外場無極分子電介質(zhì)產(chǎn)生位移極化E蘭二胡(2)有極分子電介質(zhì)的極化機(jī)制束縛電荷 O物理學(xué) 第五版(|第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)42物理學(xué)第五

10、版6-2靜電場中的電介質(zhì)(2)有極分子電介質(zhì)的極化機(jī)制當(dāng)有外電場時，每個電偶極子都將受到一個力矩的作用。在此力矩的作用下，電偶極子將轉(zhuǎn)向外電場的方向。有外場有極分子電介質(zhì)產(chǎn)生取向極化第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)4極化后工尸分幻)極化前工久=0I束縛電荷圧-E巨一一 乓416-2靜電場中的電介質(zhì)兩種電介質(zhì)的極化過程有極分子電介質(zhì)取向極化物理學(xué)第五版無極分子電介質(zhì)位移極化第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6-2靜電場中的電介質(zhì)6-2靜電場中的電介質(zhì)分子極化的應(yīng)用微波爐的原理：頻率為 2.45G Hz 的微波迅速改變有極分了（H 的取向，使得 H?O 吸收微波的能量而運(yùn)動起來，從而使溫度升高兩種電介質(zhì)的極化過程物理學(xué) 第五版物理學(xué)第五版第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)43第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)466-2靜電場中的電介質(zhì)電極化強(qiáng)度PZ分子電偶極矩p：電極化強(qiáng)度極化電荷面密度p = Z =迴AV A5/第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)456-2靜電場中的電介質(zhì)極化電荷與自由電荷的關(guān)系EE。QdI + + + + + + + + 土丄物理學(xué)I第五版1戸=空AV物理學(xué)I第六章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)486-2靜電場中的電介質(zhì)本章目錄選擇進(jìn)入下一節(jié):6-0教學(xué)基本要求6-1靜電場中的導(dǎo)體6-2靜電場中的電介質(zhì)6-3電位移有介質(zhì)時的高斯定理6-4電容電容器