《电介质和能量》PPT课件.ppt

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1、1,同学们好！,香港 迪士尼 喷泉,2,（157）例、在点电荷q的电场中，若取图中P点为电势零点，则M点的电势为（A）（B）（C）（D）,D,电势计算,3,（15-18）一点电荷q109C，A、B、C三点分别距离该点电荷10cm、20cm、30cm。若选B点电势为零，则A点电势为，C点的电势为,电势计算,45V,-15V,4,6-4 静电场中的导体和电介质,5,导体的静电平衡条件,导体上任何部分无宏观电荷的定向移动的状态，称为导体静电平衡状态.,1)导体内部任意一点的场强为零.,1.静电平衡条件的场强表述,2)导体表面附近的场强处处与表面垂直.,导体内电场强度=外电场强度+感应电荷电场强度,6

2、,导体表面是等势面,导体内部电势相等,2.静电平衡条件条件的电势表述,对于带电体和空腔导体，导体的静电平衡条件也适用.,处于静电平衡的导体是等势体，其表面是等势面.,7,带电导体表面附近的场强及其电荷分布,带电导体电荷分布在导体外表面上,内部无静电荷.,为表面某处电荷面密度，用高斯定理可以证明该处表面外附近点的场强,导体表面外附近空间的电场强度与该处导体电荷面密度成正比.,8,电介质的极化,1.无极分子电介质:分子正、负电荷中心重合的电介质.,2.有极分子电介质:分子正、负电荷中心不重合的电介质.,3.位移极化：正负电荷中心拉开，形成电偶极子.,4.转向极化：电偶极子在外场作用下发生转向.,9

3、,电介质极化的过程，就是使分子偶极子的极矩增大或有一定的取向的过程.,为电介质的相对介电常数,10,*电位移矢量 介质中的高斯定理,在均匀各向同性介质中,有介质时的高斯定理,定义:,绝对介电常数,均匀介质,11,例、一带电大导体平板，平板二个表面的电荷面密度的代数和为，置于电场强度为矢量E0的均匀外电场中，且使版面垂直电场方向。设外电场分布不因带电平板的引入而改变，则板的附近左右两侧的合场强为：（A）（B）（C）（D）,A,静电平衡,12,13,16-3例二 内半径为 的导体球壳原来不带电，在腔内离球心距离为 处，固定一电量 的点电荷，用导线将球壳接地后再撤去地线，求球心处电势.,14,2外壳

4、接地后电荷分布如何变化？,3由叠加法求球心处电势,15,6-5 电容 电场的能量,要点领会电容器电容的定义、平行板电容器的计算公式是怎样导出的？注意领会电容器的储能公式和电容的物理意义.电场能量体密度与哪些因素有关?,16,一 电容器的电容,1.电容器:被电介质分隔开的两个相距较近的导体组成的系统.,2.电容器的电容,电容C的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关.是一个由电容器自身特性确定的常量，与所带电荷量无关.,式中Q为电容器所带电荷，U为两极板间的电势差.,17,3.几种电容器的电容,平板电容器,两带电平板间的电场强度,设两导体板分别带电,两带电平板间的电势差,平板电容器电容,

5、18,球形电容器是由半径分别为 和 的两同心金属球壳所组成,设内球带正电（），外球带负电（）,球形电容器的电容,两球壳间,19,圆柱形电容器,电容,20,电容器的串并联,不变,21,二 电容器的储能公式,电容器贮存的电能,设电容为C，带电q时两极板间电势差为U，充电时将dq（dq0)由负极板移至正极板，电源作功：,充电结束时电源所作的功：,22,三 电场的能量,物理意义:电场是一种物质，它具有能量.,电场空间所存储的能量,电场能量体密度,平板电容器,23,（课本P51）例、极板间为真空的平板电容器充电后与电源断开，今将两极板用绝缘工具拉开一些距离，则下列结论中不正确的是（A）电容器两极板间的电势差增大；（B）电容器的电容减少；（C）电容器中的电场能量增加；（D）电容器两极板间的电场强度增大。,D,电容器,充电后断开Q不变，充电后不断开U不变。,24,例题：两个同轴圆柱面长为l,由半径分别为R1和R2（R1R2）的两无限长金属圆柱面构成，单位长度带电量分别为+、-，其间充有介电常数为的电介质.求：两柱面间的电场能；电容,解:,两柱面间的电场,在两柱面间取长为l，内、外径分别为r和r+dr的圆柱薄层为体元,25,又,26,P114-117 8,17,25,