《大学物理简明教程 下册 教学课件 ppt 作者 施卫 等 第十三章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理简明教程 下册 教学课件 ppt 作者 施卫 等 第十三章（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三章 静电场中的导体和电介质,第一节 静电场中的导体 静电平衡 第二节 电容 电容器 第三节 电介质的极化 第四节 电介质中的电场 电位移矢量 第五节 电场的能量 能量密度,第一节 静电场中的导体 静电平衡,一、静电感应 导体的静电平衡条件 二、在静电平衡条件下，导体上感应电荷的分布 三、在静电平衡下导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系,一、静电感应 导体的静电平衡条件,1)在导体内部任何一点的电场强度为零，即E=0。 2)在导体表面上任何一点，电场强度E垂直于导体的表面。,一、静电感应 导体的静电平衡条件,图13-1 静电感应 a)t=0时，E=0，E= b)t0时，E，E=-E c)t
2、=时，E=，E=0,一、静电感应 导体的静电平衡条件,图13-2 电场强度分解,二、在静电平衡条件下，导体上感应电荷的分布,1)当导体处于静电平衡时，导体内部没有净电荷，一切净电荷都分布在导体的表面上。 2)对于内部有空腔的导体，当导体处于静电平衡时，一切净电荷都分布在导体的外表面上。 3)如果导体空腔内部有电荷+q，如图13-3c所示，导体内表面上将出现-q的感应电荷，同时，外表面上的静电荷将变为Q+q。,图13-3 静电平衡条件下导体上感应电荷的分布,图13-4 静电屏蔽,三、在静电平衡下导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系,1)如果利用导体球储存电量，则半径越大，储存能力越强；半径越小，
3、储存能力越弱。 2)如果导体某个部分的曲率半径趋于无限小，则此处的电场强度趋于无限大，周围的空气被击穿，变成离子，与尖端上电荷同号的离子受到电场的作用而加速，在激烈运动中与中性分子发生碰撞，使中性分子进一步电离，与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，与尖端上的电荷中和，使得导体上的电荷从尖端漏失。,三、在静电平衡下导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系,图13-5 电场强度与电荷密度的关系,三、在静电平衡下导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系,图13-6 电荷密度与曲率半径的关系,三、在静电平衡下导体表面电荷分布与导体表面曲率的关系,图13-7 尖端放电实验装置,第二节 电容 电容器,一、孤
4、立导体的电容 二、电容器,一、孤立导体的电容,图13-8 平行板电容器,二、电容器,1.平行板电容器 2.球形电容器 3.圆柱形电容器,1.平行板电容器,1)由式(13-5)可以看出，电容的大小与电容器是否带电无关，只与极板间的介质及电容器的形状、尺寸有关，即电容是电容器本身的性质，是电容器储存电荷(或能量)能力的量度，与其他外界条件无关。 2)由式(13-5)也可以看出，当极板间距保持常量时，平行板电容器的电容与极板面积成正比；当极板面积恒定时，平行板电容器的电容与极板面积成反比。,2.球形电容器,球形电容器是指由两个半径不同的同心导体球面所构成的电容器。,3.圆柱形电容器,图13-9 圆柱
5、形电容器,第三节 电介质的极化,一、有电介质的电容器 二、电介质的极化,一、有电介质的电容器,图13-11 电介质不同的电容器并联,二、电介质的极化,1.无极分子的极化 2.有极分子的极化,1.无极分子的极化,图13-12 无极分子的极化,2.有极分子的极化,图13-13 有极分子的极化,第四节 电介质中的电场 电位移矢量,一、电介质中的电场 二、电位移矢量 电介质中的高斯定理,一、电介质中的电场,图13-14 电介质中的电场,二、电位移矢量 电介质中的高斯定理,13-15,第五节 电场的能量 能量密度,一、带电电容器的能量 二、电场能量 能量密度,一、带电电容器的能量,图13-18 带电电容器 的能量,二、电场能量 能量密度,电容器之所以储存能量，是因为在外力的作用下，将电荷Q从一个极板搬到了另一个极板，因此，电容器能量的携带者是电荷；表明，在外力的作用下，使原来没有电场的电容器有了静电场，因此，能量的携带者是电场，在静电场范围内，场是伴随着电荷而产生的,
