物理10-1-導(dǎo)體和電介質(zhì)課件

1、——垂直平板面2、方向如圖所示Ⅰ區(qū)：Ⅱ區(qū)：Ⅲ區(qū)：向右向右向左作業(yè)2答案1、——垂直平板面2、方向如圖所示Ⅰ區(qū)：Ⅱ區(qū)：Ⅲ區(qū)：向右向4、3、4、3、第十章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)Conductoranddielectric

inelectrostaticfield§10-1靜電場中的導(dǎo)體§10-2靜電場中的電介質(zhì)§10-3電位移有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理§10-4電容和電容器§10-5靜電場的能量能量密度第十章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)Conductorandd§10-1靜電場中的導(dǎo)體一、靜電平衡條件1.金屬導(dǎo)體的電結(jié)構(gòu)特征：2.靜電感應(yīng)：導(dǎo)體在外電場中，其上的電荷重新分布，局部呈帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。具有大量的自由電子。+++++++++感應(yīng)電荷§10-1靜電場中的導(dǎo)體一、靜電平衡條件1.金屬導(dǎo)導(dǎo)體的靜電平衡條件：3.靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)部和表面任何一部分都沒有電荷作定向運(yùn)動(dòng),我們就說導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。1、導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零（內(nèi)部電子無運(yùn)動(dòng)）。2、導(dǎo)體表面外側(cè)附近的場強(qiáng)垂直導(dǎo)體表面（沿表面電子無運(yùn)動(dòng)）。導(dǎo)體的靜電平衡條件：3.靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)部和表面*推論：導(dǎo)體表面為一等勢面,整個(gè)導(dǎo)體是一等勢體。證：1.靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，所帶電荷只能分布在導(dǎo)體的表面上。結(jié)論：導(dǎo)體內(nèi)部無電荷1)實(shí)心導(dǎo)體++++++++++導(dǎo)體表面是等勢面導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等二、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布*推論：導(dǎo)體表面為一等勢面,整個(gè)導(dǎo)體是一等勢體。證：12）空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？若內(nèi)表面帶電所以內(nèi)表面不帶電++--結(jié)論：電荷只分布在外表面上(內(nèi)表面無電荷)矛盾導(dǎo)體是等勢體則正負(fù)電荷應(yīng)等值++++++++++2）空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎空腔內(nèi)有電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？結(jié)論:

當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí),內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號的電荷，外表面有感應(yīng)電荷（電荷守恒）空腔內(nèi)有電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？2.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面電荷面密度與其附近的電場強(qiáng)度成正比。緊貼導(dǎo)體表面做一圓柱形高斯面3.處于靜電平衡的孤立導(dǎo)體，外表面各處電荷面密度與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)1)導(dǎo)體表面凸出而尖銳的地方（曲率較大）電荷面密度較大2)導(dǎo)體表面平坦的地方（曲率較?。╇姾擅婷芏容^小3)導(dǎo)體表面凹進(jìn)去的地方（曲率為負(fù)）電荷面密度更小2.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面電荷面密度與其附近的電場強(qiáng)度成正比。<電風(fēng)實(shí)驗(yàn)>++++++++++<避雷針>

尖端放電會(huì)損耗電能,還會(huì)干擾精密測量和對通訊產(chǎn)生危害；然而尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用。帶電導(dǎo)體尖端附近的電場特別大,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.<電風(fēng)實(shí)驗(yàn)>++++++++++<避雷針>避雷針避雷針三、靜電屏蔽

1.

屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響。這時(shí),整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢處處相等?？涨粚?dǎo)體屏蔽外電場三、靜電屏蔽1.屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽2.屏蔽腔內(nèi)電場一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對空腔外的物體不產(chǎn)生影響。AAqBq2.屏蔽腔內(nèi)電場一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對§10-2靜電場中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)對電場的影響相對電容率電容率+++++++++++-----------+++++++++++-----------§10-2靜電場中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)對電場的影響相對電容二、電介質(zhì)的極化polarization在無外電場時(shí)分子正負(fù)電荷中心不重合（水、有機(jī)玻璃等）在無外電場時(shí)分子正負(fù)電荷中心重合（甲烷、氫、石蠟等）1.電介質(zhì)分子的電結(jié)構(gòu)分類二、電介質(zhì)的極化polarization在無外電場時(shí)分無極分子中正負(fù)電荷中心在外電場作用下產(chǎn)生相對位移而發(fā)生位移極化有極分子中原先固有的電偶極矩在外電場作用下轉(zhuǎn)向外電場方向而發(fā)生取向極化2.電介質(zhì)的極化

無極分子中正負(fù)電荷中心在外電場作用下產(chǎn)生相對位移而發(fā)生位移極

極化的效果總是在電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷，極化電荷是一種束縛電荷。無極分子有極分子取向極化位移極化極化電荷極化的效果總是在電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷，極化電三、電介質(zhì)中的電場強(qiáng)度極化電荷與自由電荷的關(guān)系三、電介質(zhì)中的電場強(qiáng)度極化電荷與自由電荷的關(guān)系討論各向同性均勻介質(zhì)充滿平行板電容器時(shí)的特殊情況取圖示閉合的正柱面為高斯面,兩底面S平行于平板電介質(zhì)中電場強(qiáng)度與有關(guān)，直接計(jì)算很困難的?！?0-3電位移有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理

討論各向同性均勻介質(zhì)充滿平行板電容器時(shí)的特殊情況取電位移矢量介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理：在靜電場中，通過任一閉合曲面的電位移通量等于該閉合曲面內(nèi)所包圍的自由電荷的代數(shù)和。電容率電位移矢量介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理：在靜對高斯定理的幾點(diǎn)說明：1）電位移是為簡化計(jì)算而引入的輔助矢量。2）式中雖不顯含極化電荷，但已考慮了極化電荷的影響。3）電場線起于任意正電荷而止于任意負(fù)電荷;電位移線起于正的自由電荷而止于負(fù)的自由電荷。4）上式雖然是從特殊情況下導(dǎo)出的，但普遍適用。ED5）真空中：(適用于各向同性均勻介質(zhì))對高斯定理的幾點(diǎn)說明：1）電位移是為簡化計(jì)算而引入的輔助矢量例題1在半徑為R1的金屬球殼外有一層半徑為R2的均勻介質(zhì)層。介質(zhì)的相對介電常數(shù)為r，金屬球帶電Q，求：(1)電場強(qiáng)度分布；(2)介質(zhì)層內(nèi)外的電勢；(3)金屬球殼的電勢。解：例題1在半徑為R1的金屬球殼外有一層半徑為R2的2.3.2.3.本次作業(yè)：完成作業(yè)4下次上課內(nèi)容：§10-4~§10-5本次作業(yè)：完成作業(yè)4下次上課內(nèi)容：§10-4~§10-1、——垂直平板面2、方向如圖所示Ⅰ區(qū)：Ⅱ區(qū)：Ⅲ區(qū)：向右向右向左作業(yè)2答案1、——垂直平板面2、方向如圖所示Ⅰ區(qū)：Ⅱ區(qū)：Ⅲ區(qū)：向右向4、3、4、3、第十章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)Conductoranddielectric

inelectrostaticfield§10-1靜電場中的導(dǎo)體§10-2靜電場中的電介質(zhì)§10-3電位移有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理§10-4電容和電容器§10-5靜電場的能量能量密度第十章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)Conductorandd§10-1靜電場中的導(dǎo)體一、靜電平衡條件1.金屬導(dǎo)體的電結(jié)構(gòu)特征：2.靜電感應(yīng)：導(dǎo)體在外電場中，其上的電荷重新分布，局部呈帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。具有大量的自由電子。+++++++++感應(yīng)電荷§10-1靜電場中的導(dǎo)體一、靜電平衡條件1.金屬導(dǎo)導(dǎo)體的靜電平衡條件：3.靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)部和表面任何一部分都沒有電荷作定向運(yùn)動(dòng),我們就說導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。1、導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零（內(nèi)部電子無運(yùn)動(dòng)）。2、導(dǎo)體表面外側(cè)附近的場強(qiáng)垂直導(dǎo)體表面（沿表面電子無運(yùn)動(dòng)）。導(dǎo)體的靜電平衡條件：3.靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)部和表面*推論：導(dǎo)體表面為一等勢面,整個(gè)導(dǎo)體是一等勢體。證：1.靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，所帶電荷只能分布在導(dǎo)體的表面上。結(jié)論：導(dǎo)體內(nèi)部無電荷1)實(shí)心導(dǎo)體++++++++++導(dǎo)體表面是等勢面導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等二、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布*推論：導(dǎo)體表面為一等勢面,整個(gè)導(dǎo)體是一等勢體。證：12）空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？若內(nèi)表面帶電所以內(nèi)表面不帶電++--結(jié)論：電荷只分布在外表面上(內(nèi)表面無電荷)矛盾導(dǎo)體是等勢體則正負(fù)電荷應(yīng)等值++++++++++2）空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎空腔內(nèi)有電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？結(jié)論:

當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí),內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號的電荷，外表面有感應(yīng)電荷（電荷守恒）空腔內(nèi)有電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？2.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面電荷面密度與其附近的電場強(qiáng)度成正比。緊貼導(dǎo)體表面做一圓柱形高斯面3.處于靜電平衡的孤立導(dǎo)體，外表面各處電荷面密度與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)1)導(dǎo)體表面凸出而尖銳的地方（曲率較大）電荷面密度較大2)導(dǎo)體表面平坦的地方（曲率較?。╇姾擅婷芏容^小3)導(dǎo)體表面凹進(jìn)去的地方（曲率為負(fù)）電荷面密度更小2.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體表面電荷面密度與其附近的電場強(qiáng)度成正比。<電風(fēng)實(shí)驗(yàn)>++++++++++<避雷針>

尖端放電會(huì)損耗電能,還會(huì)干擾精密測量和對通訊產(chǎn)生危害；然而尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用。帶電導(dǎo)體尖端附近的電場特別大,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.<電風(fēng)實(shí)驗(yàn)>++++++++++<避雷針>避雷針避雷針三、靜電屏蔽

1.

屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響。這時(shí),整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢處處相等。空腔導(dǎo)體屏蔽外電場三、靜電屏蔽1.屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽2.屏蔽腔內(nèi)電場一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對空腔外的物體不產(chǎn)生影響。AAqBq2.屏蔽腔內(nèi)電場一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對§10-2靜電場中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)對電場的影響相對電容率電容率+++++++++++-----------+++++++++++-----------§10-2靜電場中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)對電場的影響相對電容二、電介質(zhì)的極化polarization在無外電場時(shí)分子正負(fù)電荷中心不重合（水、有機(jī)玻璃等）在無外電場時(shí)分子正負(fù)電荷中心重合（甲烷、氫、石蠟等）1.電介質(zhì)分子的電結(jié)構(gòu)分類二、電介質(zhì)的極化polarization在無外電場時(shí)分無極分子中正負(fù)電荷中心在外電場作用下產(chǎn)生相對位移而發(fā)生位移極化有極分子中原先固有的電偶極矩在外電場作用下轉(zhuǎn)向外電場方向而發(fā)生取向極化2.電介質(zhì)的極化

無極分子中正負(fù)電荷中心在外電場作用下產(chǎn)生相對位移而發(fā)生位移極

極化的效果總是在電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷，極化電荷是一種束縛電荷。無極分子有極分子取向極化位移極化極化電荷極化的效果總是在電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷，極化電三、電介質(zhì)中的電場強(qiáng)度極化電荷與自由電荷的關(guān)系三、電介質(zhì)中的電場強(qiáng)度極化電荷與自由電荷的關(guān)系討論各向同性均勻介質(zhì)充滿平行板電容器時(shí)的特殊情況取圖示閉合的正柱面為高斯面,兩底面S平行于平板電介質(zhì)中電場強(qiáng)度與有關(guān)，直接計(jì)算很困難的?！?0-3電位移有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理

討論各向同性均勻介質(zhì)充滿平行板電容器時(shí)的特殊情況取電位移矢量介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理：在靜電場中，通過任一閉合曲面的電位移通量等于該閉合曲面內(nèi)所包圍的自由電荷的代數(shù)和。電容率電位移矢量介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理：在靜對高斯定理的幾點(diǎn)說明：1）電位移是為簡化計(jì)算而引入的輔助矢量。2）式中雖不顯含極化電荷，但已考慮了極化電荷的影響。3）電場線起于任意正電荷而止于任意負(fù)電荷;電位移線起于正的自由電荷而止于負(fù)的自由電荷。4）上式雖然是從特殊