高二物理競賽第7章靜電場和靜電感應(yīng)和靜電平衡復(fù)習(xí)課件

本章的主要內(nèi)容可概括如下：一.靜電感應(yīng)和靜電平衡1.靜電感應(yīng)：

由外電場引起的導(dǎo)體表面電荷的重新分布2.靜電平衡條件：(2)導(dǎo)體表面上緊貼導(dǎo)體外側(cè)處，任意一點(diǎn)的場強(qiáng)垂直于該點(diǎn)的表面。(3)導(dǎo)體是等勢體、導(dǎo)體表面是等勢面?！鶎?dǎo)體二、靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布1.實(shí)心導(dǎo)體：內(nèi)部沒有凈余電荷，電荷只分布在導(dǎo)體表面上.2.空腔導(dǎo)體(1)腔內(nèi)沒有電荷：電荷只分布在導(dǎo)體外表面上(2)腔內(nèi)有電荷:++++++++++++++++q-------qQ+q3.靜電平衡導(dǎo)體表面場強(qiáng):4.導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度同表面曲率的關(guān)系a.在表面凸出的尖銳部分(曲率為正值且較大)較大,E也較大b.在比較平坦部分(曲率較小)較小，E也較小c.在表面凹進(jìn)（曲率為負(fù)值）部分最小，E也最小+++++++++++++++++++++++三、有導(dǎo)體存在時靜電場場量的計算原則1.靜電平衡的條件2.基本性質(zhì)方程3.電荷守恒定律※電容和電容器一.孤立導(dǎo)體的電容

是與導(dǎo)體的尺寸和形狀有關(guān),與無關(guān)的常數(shù)。二.電容器及其電容

與兩導(dǎo)體的尺寸、形狀和相對位置有關(guān)，與無關(guān)的常數(shù)。三.電容的計算1.利用電容器的串并聯(lián)公式:串聯(lián)：并聯(lián)：2.由定義求解:①假設(shè)兩極板分別帶電荷，求得兩極間，進(jìn)而計算出；②所求一定與無關(guān)，僅由電容器本身性質(zhì)決定。三、介質(zhì)中的高斯定理※電介質(zhì)二.電介質(zhì)對電容器電容的影響一.電介質(zhì)分類：①有極分子電介質(zhì)；②無極分子電介質(zhì)。(1)真空電容器的電容與介質(zhì)電容器的電容關(guān)系:(2)電介質(zhì)在電容器中的作用:四、電位移矢量符號名詞所聯(lián)系的量電場強(qiáng)度電位移矢量自由電荷自由電荷和極化電荷五、三種電容器的電容1.平行板的電容2.同心球形的電容3.同軸柱形的電容六、靜電場的能量電容器儲能公式：習(xí)題集(P25)1、半徑為R1的導(dǎo)體球帶正電Q1，球外有一同心導(dǎo)體球殼，其內(nèi)外半徑分別為R2和R3，球殼帶正電Q2，求：(1)此帶電系統(tǒng)的場強(qiáng)分布；(2)球的電勢U1和球殼的電勢U2；(3)球與球殼的電勢差；(4)若用導(dǎo)線將球和球殼相連，U1和U2分別為多少？解：（1）電量均勻分布在球面上，即R1球面電量為Q1，R2球面電量為-Q1，R3球面電量為Q1+Q2.利用高斯定理可求得場強(qiáng)分布:(1)方向:沿徑向.(2)(3)(4)習(xí)題集(p25)2、如圖，在半徑為a的金屬球外有一層外半徑為b的均勻電介質(zhì)球殼，電介質(zhì)的相對電容率為εr，金屬球帶電Q，求：(1)介質(zhì)層內(nèi)外的場強(qiáng)大??；(2)介質(zhì)層內(nèi)外的電勢；(3)金屬球的電勢；(4)電場的總能量(5)金屬球的電容。解:利用高斯定理可求得場強(qiáng)分布:（1）電量Q均勻分布在半徑為a的球面上，作一半徑為r的球面為高斯面，利用高斯定理可求得場強(qiáng)分布方向:沿徑向.(2)（3）金屬球的電勢等于(4)取厚度為dr的球殼體積元:電容器儲能公式：習(xí)題集(p25)3、在半徑為R的導(dǎo)體球殼薄壁附近與球心相距為d(d＞R)的P點(diǎn)處，放一點(diǎn)電荷q，求：

(1)球殼表面感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電勢和場強(qiáng)；

(2)空腔內(nèi)任一點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)；

(3)若將球殼接地，計算球殼表面感應(yīng)電荷的