Y第08章-静电场-2课件.ppt

1、求半径为R的均匀球面电荷q的场强和电势分布？外S内SqRrr042内Er024qEr外0内E204rqE外E0204rq(0rR)rE0RrrrdEl dEU内drrqrdErdERRRr204外内Rq04rrrrqdrrqrdEl dEU02044外外外204rqE点电荷r0E?-4 -4 静电场中的导体静电场中的导体 电容电容一导体的静电平衡条件一导体的静电平衡条件-均匀均匀导体内场强处处为零导体内场强处处为零静电平衡时，导体是个静电平衡时，导体是个等势体等势体，导体表面导体表面 是个是个等势面等势面 babal dEUU0baUU 二静电平衡的导体上的电荷分布二静电平衡的导体上的电荷分布

2、 1.静电平衡的导体的内部处处净电荷为零，静电平衡的导体的内部处处净电荷为零，净电荷只分布在导体表面净电荷只分布在导体表面内e010dVsdEvesS推论：推论：导体表面场强垂直表面导体表面场强垂直表面无电荷定向移动2 导体表面处的场强处处与表面垂直，导体表面处的场强处处与表面垂直，其大小其大小0/eE Pe0内E3s2sSSESdESdESdESdESdEesssse0113213.电荷密度与曲率有关电荷密度与曲率有关 -尖端放电尖端放电E1s0eE 三导体壳和静电屏蔽三导体壳和静电屏蔽腔内无带电体腔内无带电体 电荷分布在外表面上，空腔电荷分布在外表面上，空腔内无电场，腔内电势处处相等内无电

3、场，腔内电势处处相等.腔内有带电体腔内有带电体 导体壳内表面上所带电荷与腔导体壳内表面上所带电荷与腔内电荷代数和为零，而外表面带有内电荷代数和为零，而外表面带有和腔内电荷同号同量的电荷和腔内电荷同号同量的电荷静电屏蔽静电屏蔽）导体壳）导体壳 屏蔽外电场屏蔽外电场）导体壳接地）导体壳接地 屏蔽内电场屏蔽内电场-qq四电容和电容器四电容和电容器孤立导体的电容孤立导体的电容UqC 电容器及其电容电容器及其电容dsC0BAUUqCABBARRRRC04）同心球形电容器电容）同心球形电容器电容）平板电容器电容）平板电容器电容BAAUq CUq dsqdEdUUeBA00设q3)同轴柱形电容器同轴柱形电容

4、器nCCCC21ABRRlCln20电容器电容器并联并联电容器电容器串联串联nCCCC111121lQ1Q2V?Cx-xyy1Qyx2Qyx221QQxVQQVxC221-5 -5 静电场中的电介质静电场中的电介质一电介质的极化一电介质的极化无极分子的无极分子的位移极化位移极化00E0p0p时时,电矩电矩00 E时时,电矩电矩有极分子的有极分子的转向极化转向极化 （正负电荷中心不重合）（正负电荷中心不重合）00E时时0p不规则排列不规则排列,不显电性不显电性00pE时也有位移极化，但转向极化占主要地位也有位移极化，但转向极化占主要地位0iip0iip二极化强度二极化强度P和极化电荷和极化电荷V

5、pPi单位体积内分子电偶单位体积内分子电偶极矩的矢量和极矩的矢量和单位单位:库仑米库仑米极化电荷极化电荷）在均匀介质中）在均匀介质中nPnPPcos）非均匀介质中）非均匀介质中 表面有极化电荷表面有极化电荷 介质内部也有极化电荷介质内部也有极化电荷qsdPscosldsldqP cosPdsnldq3各向同性线性电介质极化规律各向同性线性电介质极化规律EEE0EPe0r110合场极化场原场其它电介质其它电介质:1)线性各向异性电介质线性各向异性电介质2)铁电体铁电体 (铁磁体铁磁体)3)永电体或驻极体永电体或驻极体 (永磁体永磁体)4)压电体压电体 -压电效应压电效应 电致伸缩效应电致伸缩效应

6、当均匀电介质充满整个场时当均匀电介质充满整个场时rEE00CCr00000r+q-q-q+q0EEE三电位移三电位移 有介质时的高斯定理有介质时的高斯定理iqsdE01介质：介质：EE0EsdPqqqsdE000iq0qq自由电荷自由电荷极化电荷极化电荷 qqsdE00100qPE真空真空:rer01PED00qsdD引入引入 电位移矢量电位移矢量-介质中高斯定理介质中高斯定理微分表达式：微分表达式：EPe0EEDr00 D定义：定义：00qPEEDe10如何计算介质中的总场强？如何计算介质中的总场强？0qsdDDEEDr0E-6 -6 静电场的能量静电场的能量一带电体系的静电能一带电体系的静

7、电能点电荷之间相互作用能点电荷之间相互作用能）两点电荷（）两点电荷（q1 q2）相互作用能相互作用能120121202112011242142142rqqrqqrqqW 12120212012224412WrqqdrrqqldEqAr12r2q1q2121212121UqUq）三个点电荷组成系统）三个点电荷组成系统332211231312123212121UqUqUqWWWW）个点电荷系统）个点电荷系统iniiUqW1互电荷连续分布电荷连续分布静电能静电能dqUWe21线带电线带电面带电面带电体带电体带电dldq UdlWe21dsdq UdsWe21 UdVWe21dVdq 二二.电场能量电场能量 能量密度能量密度1.电容器储能电容器储能以平板电容器为例以平板电容器为例ABddqdqCqdqUddqEddFdAABeQQWCUQCdqCqdAA 220021212.电场能量电场能量体积体积VEEddsCUWe2020221)(2121 能量密度能量密度2021Ewe 有介质有介质:DEEwre212120 ED21dVEdVwWee2021