《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第8章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第8章（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 静电场中的导体和电介质,【学习目标】 掌握静电平衡的条件，以及导体处于静电平衡时的电荷、电势、电场分布。 了解电介质的极化机理，掌握电位移矢量和电场强度的关系。 掌握电介质中的高斯定理，并能利用其计算电介质中对称电场的电场强度。 掌握电容和电容器的概念，能计算常见电容器的电容。 理解电场能量和能量密度的概念，掌握电场能量的计算。,8.1 静电场中的导体 8.2 静电场中的电介质 8.3 电容与电容器 8.4 静电场的能量 8.5 *电容器的充放电,8.1 静电场中的导体,本节介绍静电场中导体的静电感应与静电屏蔽。 8.1.1 静电感应 导体的静电平衡 8.1.2 静电平衡时导体上的电荷
2、分布 8.1.3 空腔导体内外的静电场与静电屏蔽,8.1.1 静电感应 导体的静电平衡,当导体处于外电场中时，导体中的自由电子受力后沿 相反方向运动，从而引起导体内电荷的重新分布。结 果在导体一侧因电子的堆积而出现负电荷，在另一侧 因相对缺少负电荷而出现正电荷。这就是静电感应现 象，出现的电荷叫感应电荷。,开始时,导体内部的场强不为零,导体内部的合场强为零。导体内的自由电子不再做定向运动，导体处于静电平衡状态。,导体达到静电平衡状态时，必须满足以下两个条件,用电场来表述 （1）导体内部任一点的场强处处为零（若不为零，则自由电子将作定向运动，即没有达到静电平衡状态）。 （2）导体表面附近处的场强
3、方向，都与导体的表面垂直。,用电势来表述,（1）导体是等势体,（2）导体表面是等势面。,8.1.2 静电平衡时导体上的电荷分布,在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体的表 面上，导体内部没有净电荷。 静电平衡时，空腔内表面不带任何电荷。,导体表面的电荷面密度与导体表面附近处场强的关系,8.1.3 空腔导体内外的静电场与静电屏蔽,静电平衡状态下，对空腔导体来说，不论导体空腔本 身带电或导体处于外电场中，导体内部和空腔中的场 强都为零。表明可以利用空腔屏蔽外电场，使空腔内 的物体不受外电场的影响，这个现象称为静电屏蔽。,8.2 静电场中的电介质,本节介绍静电场中电介质的极化以及有电介质时的高斯
4、定理。 8.2.1 *电介质的极化 8.2.2 *电极化强度矢量 电极化强度与极化电荷的关系 8.2.3 介质中的静电场 8.2.4 有电介质时的高斯定理 电位移,8.2.1 *电介质的极化,无极分子电介质的极化：位移极化。 有极分子电介质的极化：取向极化。,外电场越强，极化现象越显著，电介质表面产生的极化电荷越多。,8.2.2 *电极化强度矢量 电极化强度与极化电荷的关系,电极化强度矢量,8.2.3 介质中的静电场,极化电荷产生的电场强度,r：相对电容率,8.2.4 有电介质时的高斯定理 电位移,有电介质时的高斯定理：在静电场中，通过任意闭合曲面的电位移矢量通量等于该闭合曲面所包围的自由电荷
5、的代数和，与极化电荷无关。,8.3 电容与电容器,本节介绍电容与电容器的相关知识。 8.3.1 孤立导体的电容 8.3.2 电容器的电容 8.3.3 电容器电容的计算 8.3.4 电容器的串联和并联,8.3.1 孤立导体的电容,孤立球形导体的电势,孤立导体的电容：孤立导体所带的电量与其电势的比值,真空中的孤立球形导体,8.3.2 电容器的电容,两个带有等值异号电荷的导体所组成的系统，叫做电容器。,电容器电容的大小取决于组成电容器的极板形状、大小、两极板的相对位置以及其间所充电介质的种类，而与电容器是否带电无关。,8.3.3 电容器电容的计算,例题略,8.3.4 电容器的串联和并联,电容器串联,当几个电容器串联时，其等效电容的倒数等于几个电容器电容的倒数之和。,电容器并联,当几个电容器并联时，其等效电容等于几个电容器电容之和。,8.4 静电场的能量,平行板电容器充电,能量,平行板电容器,单位体积内的电场能量,电场能量密度,8.5 *电容器的充放电,本节介绍电容器的充电和放电。 8.5.1 电容器充电 8.5.2 电容器放电,8.5.1 电容器充电,沿回路绕行一周，回路上各电压降之和为零 。,其解为,8.5.2 电容器放电,
