第二章 電磁學(xué)ppt課件

1、電磁磁學(xué)，第2章靜電場的導(dǎo)體和電介質(zhì)，2，2-1靜電場的導(dǎo)體，2-2電容和電容器，2-3電介質(zhì)， 如果沒有外部電場、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程。 您可以選擇、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者在加上外部電場之后，再加上e、外部、10、導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程。 在施加了外部電場之后，可以選擇外部電場、外部電場、外部電場、外部電場、外部電場。 添加了、外電場之后，e， 在加上外導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、外導(dǎo)體的靜電感

2、應(yīng)過程、外導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、外導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、外導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程、外導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程。 您可以選擇、 在18、導(dǎo)體的靜電平衡的條件下，導(dǎo)體內(nèi)部的任意點的電場強(qiáng)度為零。 導(dǎo)體表面附近的電場強(qiáng)度方向處處垂直于表面。 靜電場的導(dǎo)體、19、證明：等電位體、導(dǎo)體內(nèi)、導(dǎo)體表面、推論：靜電平衡的導(dǎo)體為等電位體，導(dǎo)體表面為等電位面。20、二、靜電平衡導(dǎo)體上的電荷分布、凈電荷分布在導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)無處不在凈電荷。 導(dǎo)體內(nèi)的任意高斯面s，1 .取實導(dǎo)體，證明：21，2 .取導(dǎo)體表面電荷及電場強(qiáng)度、導(dǎo)體表面的某處的電荷面密度，取該處的電場強(qiáng)度，將p作為導(dǎo)體外接近導(dǎo)體表面的點，通過高斯定理得到的第二章電磁學(xué)

3、，22，【例題1】金屬平板a和b 寬高比對應(yīng)相等，在真空中平行放置，板間距離遠(yuǎn)小于寬高比，分別求出每個帶板qA和qB的電荷，求出每個板表面的電荷密度。 解：將板塊視為無限大，兩板塊四壁的電荷均勻分布，在a、b板塊內(nèi)分別取兩點。 第二章電磁學(xué)，23，研究：如果是這樣，24，3 .孤立帶電導(dǎo)體表面電荷分布(1)一般復(fù)雜的孤立帶電導(dǎo)體電荷分布實驗的定性分布是，表面突出的尖的部分(曲率為正的值大)電荷面密度大的比較平坦的部分(曲率小) 在電荷面密度小的表面凹部中帶電面密度最小，25、孤立導(dǎo)體處于靜電平衡時，表面各處的面電荷密度與各處的表面曲率有關(guān)，曲率越大，電荷密度也越大。 定量證明兩導(dǎo)體球處于靜電平

4、衡，用細(xì)導(dǎo)線連接。 第二章電磁學(xué)，26，帶電尖端附近電離的分子撞擊周圍的分子，使周圍的分子發(fā)光為激發(fā)狀態(tài)，引起冠狀病毒現(xiàn)象。 尖端效果，高壓電線的冠狀病毒等，由于多數(shù)情況有害，高壓機(jī)器的金屬花樣成為光滑的球形。 但是，尖端效果也有避雷針、靜電涂裝、靜電除塵等的應(yīng)用。27、例：輝避雷針在尖端放電“電風(fēng)”高壓線附近的應(yīng)用靜電除塵，28、圖2.11范德圖發(fā)電機(jī)示意圖，圖2.10范德圖發(fā)電機(jī)展示圖，29、2 .空洞導(dǎo)體。 導(dǎo)體內(nèi)面哪里都沒有凈電荷。 空腔內(nèi)沒有電場，空腔內(nèi)的電位在任何地方都相等。 30、腔內(nèi)面有電荷時，處于靜電平衡的導(dǎo)體與等電位體矛盾。 31、導(dǎo)體盒內(nèi)部沒有電荷，電荷僅分布在導(dǎo)體盒表面

5、，導(dǎo)體盒內(nèi)表面有電荷嗎(2)腔室內(nèi)有帶電體：腔室內(nèi)表面帶電的電量與腔室內(nèi)帶電體帶電的電量等量不同，腔室外表面帶電的電量按照電荷保存規(guī)則第二章電磁學(xué)，32，三靜電屏蔽，1屏蔽外部電場，空洞導(dǎo)體能屏蔽外部電場，空洞內(nèi)的物體不受外部電場的影響。 在這種情況下，整個腔導(dǎo)體和在腔中的電位也必須相等，接地導(dǎo)體電位為0，2個屏蔽腔內(nèi)電場，第二章電磁學(xué)，34，總之，可以利用半導(dǎo)體腔的靜電特性來形成靜電屏蔽，由半導(dǎo)體腔保護(hù)內(nèi)部免受外場，例如導(dǎo)體空腔接地時，金屬外殼內(nèi)的場不會影響外界。 第二章電磁學(xué)，35，解：小球在球殼內(nèi)外表面誘導(dǎo)電荷-q，q球殼外總電荷是qqq。 【例題2】在內(nèi)外半徑分別為R1和R2的導(dǎo)體球殼

6、內(nèi)，有半徑為r的導(dǎo)體球，球和球殼同心，使球和球殼分別具有電荷量q和q。 (2)兩球的電位差(3)球殼接地的話，求出小球和球殼的電位差。 第二章電磁學(xué)，36，球殼內(nèi)外面的電位相等。 (1)小球的電位UR、球殼內(nèi)外表面的電位、第2章電磁學(xué)、37、(2)兩球的電位差、(3)外殼接地時的各量、第2章電磁學(xué)、38、【例題3】中外半徑r1的球心的電位是多少，解：能夠根據(jù)靜電平衡條件求出電荷分布。39、2-1靜電場的導(dǎo)體、2-2電容和電容器、2-3電介質(zhì)、2-4電場的能量和能量密度、第2章靜電場的導(dǎo)體和電介質(zhì)、40、孤立導(dǎo)體的電容器如孤立導(dǎo)體球的電容器、地球電容的大小僅與導(dǎo)體的形狀、相對位置、其間的電介質(zhì)有

7、關(guān)三電容器電容的修正、步驟、42、1平板電容器、(2)兩帶電平板間的電場強(qiáng)度、(1)使兩導(dǎo)體板分別帶電、(3)兩帶電平板兩板間的距離關(guān)于2圓柱形電容器、(3)、(2)、(4)電容器、45、例球形46、每單位長度的電容、解設(shè)的兩金屬線的電荷線密度，以例3的兩半徑平行的長直導(dǎo)線的中心間距為例，且求出每單位長度的電容按照2-即第二章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)，49，一個電介質(zhì)對電容的影響相對介電常數(shù)，第二章電磁學(xué)，50，1，電介質(zhì)的電結(jié)構(gòu)，分子的電結(jié)構(gòu)，電介質(zhì)分為有極分子和無極分子兩種物理模型。中性分子攜帶的正電荷和負(fù)電荷的量總是相等的。 但是，一般來說，各分子內(nèi)的正、負(fù)電荷不是集中在一點上，而是分布在

8、分子所占的體積上。 有等效正、負(fù)電荷的位置稱為等效正、負(fù)電荷的“中心”(或“重心”)。 第二章電磁學(xué)，51，無極分子：正負(fù)電荷中心完全重疊的微觀：偶極矩p分子0，(l=0)宏觀：中性不帶電，第二章電磁學(xué)，52，有極分子：正負(fù)電荷中心不重疊的微觀：偶極矩p分子0，(. 有極分子介電體由于不規(guī)則熱運動的結(jié)果，各個分子固有電矩的取向變得雜亂，因此，如果在介質(zhì)內(nèi)取任意一個小體積元，則各個分子電矩的矢量和必定為零，因此為電中性。 第二章電磁學(xué)，54，1 )無極分子介質(zhì)的位移極化在均勻極化的情況下，僅在表面出現(xiàn)極化電荷q/。 由于這樣的電荷不能移動，所以也稱為束縛電荷。 分子正電荷等效中心和負(fù)電荷等效中心

9、因外部電場而相對位移，形成附加分子偶極子pm的情況稱為位移極化。 2、電介質(zhì)的極化，第2章電磁學(xué)，55，均勻極化，不均勻極化，2 )，有極分子電介質(zhì)的轉(zhuǎn)向極化，第2章電磁學(xué)，56，各向同性均勻電介質(zhì)的極化，在沿著電場方向的兩端產(chǎn)生面約束電荷。 有極分子和無極分子的極化雖然微觀機(jī)理不同，但宏觀結(jié)果相同，效果相同。 中的組合圖層性質(zhì)變更選項。 否則，除了面約束電荷外，還可以產(chǎn)生體約束電荷。 電介質(zhì)通過外部電場產(chǎn)生極化電荷的現(xiàn)象稱為電介質(zhì)極化。 第2章電磁學(xué)，57，電極化強(qiáng)度矢量是表示介質(zhì)極化程度的物理量。 二極化強(qiáng)度矢量，1，電極化強(qiáng)度矢量，電介質(zhì)極化后，外在表現(xiàn)，電介質(zhì)表面或內(nèi)部有束縛電荷，內(nèi)在

10、表現(xiàn)，每單位體積的電極化強(qiáng)度矢量是每單位體積的電介質(zhì)內(nèi)分子電矩的矢量和單位：庫侖米，Cm-2，第二章電磁n是單位體積內(nèi)分子數(shù)，l是正負(fù)電荷中心相對位移，第2章電磁學(xué)，59，電解質(zhì)表面極化電荷分布，第2章電磁學(xué)，60，例：是均勻極化的電介質(zhì)球表面上極化電荷. 極化電場分布，第二章電磁學(xué)，63，求出極化電荷在球心o產(chǎn)生的極化電場，即已知的電荷分布求出電場強(qiáng)度的問題電荷是面分布，在球坐標(biāo)系中，能夠取得面要素dS dS上的極化電荷，對稱性分析：極化電場僅抵消從面要素指向o (圖)沿z軸的電成分與p相反，球面整體發(fā)生在球心o的去極化場，第2章電磁學(xué)，65，經(jīng)實驗證明，大部分各向同性介質(zhì)，e極化率，介質(zhì)屬

11、性適用于與4、的關(guān)系，P E，在此第2章電磁學(xué)，66，被證明為非線性介質(zhì)第二章電磁學(xué)，68，3，介質(zhì)中的高斯定理，或者第二章電磁學(xué)，69，介質(zhì)中的靜電場、場源電荷、自由電荷、極化電荷、第二章電磁學(xué)，70，第二章電磁學(xué)，71，球外： 0球體： r 1，1，均勻帶電q球殼： r 2，2，【解】:電場電容器的電容2 )如果內(nèi)外2層的電介質(zhì)的破壞電場強(qiáng)度分別為E1和E2，并且E1 E2，則為了合理地使用材料，優(yōu)選使兩電介質(zhì)內(nèi)的電場強(qiáng)度同時達(dá)到其破壞值，求出此時的r的大小。 求出電容：求出DEUC、76，求出r :求出兩介電體內(nèi)的電場強(qiáng)度同時達(dá)到其破壞值，E1 E2； 由于r越小則e越大，因此內(nèi)層最初達(dá)到破壞