動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)

第二章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)ConductorandDielectricintheElectrostaticField動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!§2-1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體§3-2靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)§3-3有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理§3-4電容器及其電容§3-5電容器的靜電能有電介質(zhì)時(shí)靜電場(chǎng)的能量動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!§2-1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體ConductorintheElectrostaticField(P43~62)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!(b)E=0(c)FE0(a)-e1.2導(dǎo)體的靜電平衡過程動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!電荷：1）導(dǎo)體內(nèi)部無處處無未抵消的凈電荷存在，電荷只分布在導(dǎo)體表面。3）對(duì)孤立導(dǎo)體，導(dǎo)體表面曲率越大的地方，電荷密度越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也越大，反之越小。動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!證明：2）

SenE

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!避雷針動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!3.靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體殼3.1殼內(nèi)空間無電荷的情況1）殼內(nèi)空間的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，不管外界的電場(chǎng)怎樣。2）電荷只分布在外表面上，內(nèi)表面處處無電荷。實(shí)心導(dǎo)體與空心導(dǎo)體等效動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!3.2殼內(nèi)空間有電荷的情況導(dǎo)體殼內(nèi)表面所帶電荷與殼內(nèi)帶電體所帶電荷的代數(shù)和為零。動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!外屏蔽：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!防靜電屏蔽袋

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!高壓電防護(hù)服高壓作業(yè)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!解:（1）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!（3）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!解：電荷守恒導(dǎo)體板內(nèi)E=02341q1q2BA

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!§2-2靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)DielectricintheElectrostaticField(P84~100)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!-qqlE－E＋POr（1）延長(zhǎng)線上的場(chǎng)強(qiáng):1.2電偶極子激發(fā)的電場(chǎng)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!1.2電偶極子的電勢(shì)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!F-F+E+q-ql1.4電偶極子在靜電場(chǎng)中的電勢(shì)能動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!±±±±±±±±±±±±±±±

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+E0E0+++

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+E02.2電介質(zhì)的極化過程無極分子的位移極化有極分子的轉(zhuǎn)向極化動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!3.電極化強(qiáng)度描述電介質(zhì)的極化程度的物理量。（Cm-2）對(duì)無極分子電介質(zhì)，各分子電偶極矩都相同，則電極化強(qiáng)度為矢量。動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!解：（1）（2）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!1.電位移矢量有介質(zhì)時(shí)的高斯定律

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!線性且各向同性的電介質(zhì)：一般情況：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!3.電介質(zhì)的邊界條件D1D2en12S動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!4．用高斯定律計(jì)算有電介質(zhì)時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!解：（1）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!（3）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!作業(yè)：3.2.3，3.4.1，3.5.1動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!1.孤立導(dǎo)體的電容單位:C決定于導(dǎo)體的形狀、大小及周圍的電介質(zhì)，與導(dǎo)體帶電荷無關(guān)。

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!2.2電容器的電容動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!各種電容器動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!計(jì)算要點(diǎn)：3.電容器電容的計(jì)算2）計(jì)算極板間的電勢(shì)差：1）設(shè)電容器帶電Q，求極板間場(chǎng)強(qiáng)分布：3）由電容器電容定義計(jì)算電容：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!3.2球形電容器的電容R2R1OQ-Q

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!例2-5

一平行板電容器，中間有兩層厚度分別為d1和d2的電介質(zhì)，它們的相對(duì)介電常數(shù)分別為r1和r2，極板面積為S，求該電容器的電容。

d1d2xO

r2r1Q-Q動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!電容器的串聯(lián)電容器的并聯(lián)4.電容器的串聯(lián)和并聯(lián)4.1電容器的串聯(lián)4.2電容器的并聯(lián)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!§3-5電容器的靜電能EnergyStoredinCapacitors有電介質(zhì)時(shí)的靜電場(chǎng)能量EnergyofElectrostaticFieldinthePresenceofDielectric(P75、P110～112)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!2.有電介質(zhì)時(shí)的靜電場(chǎng)能量+++++++++---------BA

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!dR1R2動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!

（2）

另解：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!1．導(dǎo)體的靜電平衡1.1導(dǎo)體動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!1.3導(dǎo)體靜電平衡時(shí)的性質(zhì)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!導(dǎo)體表面電荷面密度與曲率的關(guān)系動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!2．導(dǎo)體靜電平衡時(shí)的受力

SE0E動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!3.3靜電屏蔽內(nèi)屏蔽：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!屏蔽線動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!（2）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!例2-2

兩塊大導(dǎo)體平板，面積為S，分別帶電q1和q2，兩板間距遠(yuǎn)小于板的線度。求平板各表面的電荷密度。2341q1q2BA

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!作業(yè)：2.1.3，2.2.1，2.2.4動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!1.電偶極子1.1電偶極子及電偶極矩一對(duì)等值異號(hào)的點(diǎn)電荷構(gòu)成的電荷系：電偶極子：-qqlrP(r>>l)電偶極矩：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!－qrPEE＋E－qlO（2）中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!由電勢(shì)分布推導(dǎo)電場(chǎng)分布：（1）延長(zhǎng)線上:（2）中垂線上：-qqlrPEeer動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!F-F+E+q-ql1.3電偶極子在靜電場(chǎng)所受的力矩動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!H+H+H+H+C-4無極分子：CH4有極分子：H2OH+H+O--2.1電介質(zhì)分子中的正負(fù)電荷束縛很緊，介質(zhì)內(nèi)部幾乎沒有自由電荷。2.電介質(zhì)的極化電介質(zhì)

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!在外電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。電介質(zhì)的極化的結(jié)果：電介質(zhì)的極化：動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!4.極化電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系4.1極化體電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系只有跨過閉合面邊界的分子對(duì)閉合面內(nèi)極化電荷代數(shù)和有貢獻(xiàn)閉合面內(nèi)極化電荷代數(shù)和等于因極化而穿過閉合面邊界的電荷代數(shù)和（“穿出”的貢獻(xiàn)為正，“穿入”的貢獻(xiàn)為負(fù)）的負(fù)值。動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!4.2極化面電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系

P1P2en12S電介質(zhì)的表面：Pen動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!例2-3半徑為R的介質(zhì)球被均勻極化，極化強(qiáng)度為P。求：（1）電介質(zhì)求表面極化電荷的分布；（2）極化電荷在球心處所激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)。動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁!§2-3有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理GauseTheoreminthePresenceofDielectric(P100~110)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第72頁!1.1電位移矢量

在任何靜電場(chǎng)中，通過任意閉合曲面的電位移通量等于該曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。1.2介質(zhì)中的高斯定理動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第73頁!動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第74頁!E1E2en12albcd動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第75頁!Rrdr

動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第76頁!（2）動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第77頁!rrrRRRR+dR+dR+dDEVOOO(a)(b)(c)D、E、V～r關(guān)系曲線動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第78頁!§2-4電容器及其電容ElectricCapacitorandElectricCapacitance(P62~67)動(dòng)化好靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)共90頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第79頁!2.電容器的電容空腔導(dǎo)體B與其腔內(nèi)的導(dǎo)體A組成的導(dǎo)體系，叫做電容器，A、B為電容器的兩極板，導(dǎo)體A、B相對(duì)