大學(xué)物理電學(xué)部分習(xí)題課件

01-5-23電學(xué)51b.球形電容器設(shè)極板帶電量為q，則兩球殼間場(chǎng)強(qiáng)為兩球殼間的電勢(shì)差為由半徑為和的同心金屬球殼組成，兩球殼間充滿介電系數(shù)為ε的電介質(zhì)01-5-23電學(xué)51b.球形電容器設(shè)極板帶電量為q01-5-23電學(xué)52電容討論：(2)若,則(1)若和都很大,兩球殼間的距離很小,即平板電容器的電容孤立導(dǎo)體球的電容01-5-23電學(xué)52電容討論：(2)若01-5-23電學(xué)53c.圓柱形電容器由兩個(gè)同軸的半徑分別為RA和RB，長(zhǎng)度為l的圓柱面極板中間充滿介電系數(shù)為ε的電介質(zhì)所構(gòu)成設(shè)兩柱面帶電分別為+q

和-q

，則單位長(zhǎng)度的帶電量為柱面間的場(chǎng)強(qiáng)柱面間的電勢(shì)差為電容r01-5-23電學(xué)53c.圓柱形電容器由兩個(gè)同軸的半徑分別01-5-23電學(xué)542.計(jì)算電容器電容的步驟：(1).設(shè)電容器兩極板分別帶電荷+q和-q

。(2).求出兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)分布。(3).計(jì)算兩極板間的電勢(shì)差。(4).由電容器電容的定義式計(jì)算電容。1.電容器的電容僅由組成電容器的導(dǎo)體形狀、幾何尺寸、相對(duì)位置決定，即僅由電容器本身的性質(zhì)決定，與它所帶的電量無(wú)關(guān)。結(jié)論：所以電容器的電容是反映電容器本身容電性質(zhì)的物理量。電容器中引入電介質(zhì)后，電容將增大01-5-23電學(xué)542.計(jì)算電容器電容的步驟：(1).設(shè)01-5-23電學(xué)55擊穿01-5-23電學(xué)55擊穿01-5-23電學(xué)56三、電容器串并聯(lián)由有1.電容器串聯(lián)由2.電容器并聯(lián)01-5-23電學(xué)56三、電容器串并聯(lián)由有1.電容器串聯(lián)由201-5-23電學(xué)57例1：一平行板電容器，板面積為S，兩板間距為d，在其內(nèi)部放入一層厚度為b的均勻電介質(zhì)，介質(zhì)的兩表面與極板相平行，設(shè)介質(zhì)的介電常數(shù)為ε，介質(zhì)的兩邊是真空，求：這電容器的電容。解：AB01-5-23電學(xué)57例1：一平行板電容器，板面積為S，兩板01-5-23電學(xué)58四、電場(chǎng)的能量

1.帶電系統(tǒng)的能量

.移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力作功

外力克服電場(chǎng)力作功

外力所作的總功

帶電體的能量

例1.計(jì)算電容器兩極板帶有電量+Q和-Q所具有的能量

。AB01-5-23電學(xué)58四、電場(chǎng)的能量1.帶電系統(tǒng)的能量.01-5-23電學(xué)592.靜電場(chǎng)的能量

設(shè)平行板電容器極板上帶的電量為Q

，兩極板間電勢(shì)差為，則單位體積內(nèi)的電場(chǎng)能量。電場(chǎng)的總能量電場(chǎng)的能量密度w:01-5-23電學(xué)592.靜電場(chǎng)的能量設(shè)平行板電容器極板01-5-23電學(xué)510(1)由q求E積分法：電場(chǎng)能量的求法：(2)由E求w(3)由w積分求電容法：(1)先求C小結(jié)：本節(jié)主要向大家介紹電容器的電容,電容器聯(lián)接方法,電容器電容計(jì)算和電場(chǎng)能量。要求大家理解電容的物理意義，會(huì)計(jì)算電容器的電容；理解電場(chǎng)能量密度的概念,在一些簡(jiǎn)單的對(duì)稱情況下能計(jì)算電場(chǎng)里貯存的能量。01-5-23電學(xué)510(1)由q求E積分法：電場(chǎng)能量的求法01-5-23電學(xué)511例2：同軸電纜由內(nèi)徑為R1、外徑為R2的兩無(wú)限長(zhǎng)金屬圓柱面構(gòu)成，單位長(zhǎng)度帶電量分別為+

、-

，其間充有

r

電介質(zhì)。求：①單位長(zhǎng)度電容；②單位長(zhǎng)度貯存能量。l-場(chǎng)強(qiáng)極間電壓?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度電容解:(1)01-5-23電學(xué)511例2：同軸電纜由內(nèi)徑為R1、外徑為01-5-23電學(xué)512(2)單位長(zhǎng)度貯存能量電容法：積分法：01-5-23電學(xué)512(2)單位長(zhǎng)度貯存能量電容法：積分法01-5-23電學(xué)513R例3求電量為Q

0、半徑為R的均勻帶電球面的靜電能。解：設(shè)U

=0每一個(gè)dq所在處的電勢(shì)01-5-23電學(xué)513R例3求電量為Q0、半徑為R的均勻01-5-23電學(xué)514小結(jié):靜電場(chǎng)習(xí)題課一.導(dǎo)體的靜電平衡條件:1.用場(chǎng)強(qiáng)表示(1)導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。(2)導(dǎo)體表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于該點(diǎn)的表面2.用電勢(shì)表示導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為等勢(shì)面。二.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體上電荷的分布1.實(shí)心導(dǎo)體所帶電荷只能分布于外表面上,導(dǎo)體內(nèi)無(wú)凈電荷。01-5-23電學(xué)514小結(jié):靜電場(chǎng)習(xí)題課一.導(dǎo)體的靜電平01-5-23電學(xué)5152.空腔導(dǎo)體的電荷分布(1)空腔內(nèi)無(wú)其它帶電體時(shí),電荷只能分布在空腔導(dǎo)體的外表面。(2)空腔內(nèi)有帶電體時(shí),在空腔的內(nèi)表面上要感應(yīng)出等值異號(hào)的電荷,空腔導(dǎo)體的外表面出現(xiàn)與腔內(nèi)帶電體等值同號(hào)的感應(yīng)電荷。3.導(dǎo)體表面上的電荷分布導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)三.計(jì)算有導(dǎo)體存在時(shí)的靜電場(chǎng)分布問(wèn)題的依據(jù)導(dǎo)體靜電平衡條件電荷守恒高斯定理01-5-23電學(xué)5152.空腔導(dǎo)體的電荷分布(1)空腔內(nèi)無(wú)01-5-23電學(xué)516四.靜電屏蔽原理:一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體可以隔離內(nèi)、外靜電場(chǎng)的影響五.電介質(zhì)的極化隔離外電場(chǎng)影響的原因：金屬空殼的外表面上及殼外的電荷在殼內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)總為零,因而對(duì)殼內(nèi)無(wú)影響在外電場(chǎng)作用下電介質(zhì)表面出現(xiàn)電荷的現(xiàn)象叫做電介質(zhì)的極化現(xiàn)象。電介質(zhì)表面上出現(xiàn)的這種電荷叫極化電荷電介質(zhì)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)有電介質(zhì)存在時(shí)的高斯定理表述為:在任何靜電場(chǎng)中，通過(guò)任意閉合曲面的電位移通量，等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。電位移矢量01-5-23電學(xué)516四.靜電屏蔽原理:一個(gè)接地的空腔導(dǎo)01-5-23