導(dǎo)體介質(zhì)習(xí)題課

請按簽到碼簽到1應(yīng)到人數(shù):0投票人數(shù):02Chap.3/4SUMMARY⒈導(dǎo)體靜電平衡條件⒉靜電平衡下導(dǎo)體的性質(zhì)⑴實(shí)心導(dǎo)體Q僅分布于表面，整個導(dǎo)體是等勢體3⑵空腔導(dǎo)體(腔內(nèi)無q)⑶空腔導(dǎo)體(腔內(nèi)有q)腔表無q腔內(nèi)無電場整個導(dǎo)體包括空腔在內(nèi),是一個等勢體腔表有-q腔內(nèi)有電場導(dǎo)體的實(shí)體部分，仍是一個等勢體4⒊導(dǎo)體接地——=0結(jié)果:其遠(yuǎn)離另一帶電體的一端不帶電.=0Q-Q①②q=0-qe.g.5⒋靜電屏蔽若是內(nèi)球接地,則其電荷通常不為零.⒌電介質(zhì)的極化⑴極化強(qiáng)度Q-Q=0③6⒍電位移*⑵束縛面電荷密度=pn*⒎電位移線7⒏的高斯定理典型應(yīng)用：電荷及介質(zhì)高對稱分布

(球、圓柱、平面等)⒐電容⑴定義8⑵計算方法平行板：孤立導(dǎo)體球：②串聯(lián)：③并聯(lián)：①設(shè)定Q→U→C=Q/U⑶典型結(jié)果9⒒靜電場的能量⒑帶電電容器的能量能量密度：場能：10+q例1.將一正電荷移到一不帶電的導(dǎo)體附近,則導(dǎo)體內(nèi)的場強(qiáng)及導(dǎo)體的電勢將解：⑴不變.(靜電平衡場強(qiáng)保持為零)⑵增大.---+++增大；不變；減小00:30投票人數(shù):011[討論]①若將導(dǎo)體左端接地，則

(A)導(dǎo)體上的正電荷入地．

(B)導(dǎo)體上的負(fù)電荷入地．

(C)導(dǎo)體上的電荷不動．

(D)導(dǎo)體上的所有電荷都入地．Answer:(A)+q---+++導(dǎo)體接地(不管其哪一部分接地),則其遠(yuǎn)離另一帶電體的一端不帶電00:30投票人數(shù):012②若導(dǎo)體是球形的,半徑為R,點(diǎn)電荷+q與球心相距r,則導(dǎo)=?Hint：③接上,若將球形導(dǎo)體接地,則Q導(dǎo)=?Answer:Q導(dǎo)=-Rq/r13[討論2]R1R2R3如圖,金屬球帶電荷q,金屬球殼帶電荷Q.求此系統(tǒng)的電荷分布.①若球殼接地②若內(nèi)球接地解：①若球殼接地則殼=0q3=0(否則有電場線外延,U殼0)q1=q,q2=-q14②若內(nèi)球接地則球=0q10(否則q2=0,q3=Q,球0)設(shè)q1=q，則q2=-q，q3=Q+q由[思考]這與“遠(yuǎn)端不帶電”是否矛盾?15③若內(nèi)球接觸球殼后再返回原處則q1=0(接觸一體電荷分布于外表面)q2=0,q3=Q+qR1R2R3[測驗(yàn)]現(xiàn)有一根單芯電纜，電纜芯的半徑為ｒ1＝15ｍｍ，鉛包皮的內(nèi)半徑為ｒ2＝50ｍｍ。求當(dāng)電纜芯與鉛包皮間的電壓為U12＝600ｖ時，長為ｌ＝1ｋｍ的電纜中儲存的靜電能是多少？（ε0＝8.85×10－12C2·N－1·ｍ－2）17[解]：〔方法一〕18〔方法二〕將其視為圓柱形同軸電容器19練習(xí)⒈如圖,小物體A帶有一定量的負(fù)電荷,本不帶電的導(dǎo)體B放在A的右側(cè)．A、B和無窮遠(yuǎn)的電勢分別記為A、B和．試證：AB.證：-AB達(dá)到靜電平衡后,B上出現(xiàn)感應(yīng)電荷如圖.+-202.如圖所示，一封閉的導(dǎo)體殼A內(nèi)有兩個導(dǎo)體B和C，A、C不帶電，B帶正電，則A、B、C三導(dǎo)體的電勢A、B、C的大小關(guān)系是ABC[C](A)A=B=C(B)B>A=C

(c)B>C>A(D)B>A>C

213.如圖,把原來不帶電的金屬板B,移近帶有正電荷Q的金屬板A.設(shè)兩板面積都是S,板間距為d,則當(dāng)B板不接地時,兩板間電勢差UAB=

;B板接地時,UAB=

.QAB解：1234⑴當(dāng)B板不接地時，有2=-3=(Q-0)/2S=Q/2S1=4=(Q+0)/2S=Q/2S22板間場強(qiáng)大小:E=2/0=Q/20S方向:從A指向B因此UAB=Ed=Qd/20S

1=4=02=-3=Q/S板間場強(qiáng)大小:E=2/0=Q/0S方向:從A指向B因此UAB=Ed=Qd/0S

⑵當(dāng)B板接地時，有23[思考]若A板為無限大均勻帶電平面,面電荷密度為,則B板兩側(cè)的面電荷密度各是多少?UAB=?左=-/2右=/2Answer:UAB=d/2024[4]

一個未帶電的空腔導(dǎo)體球殼，內(nèi)半徑為R。在腔內(nèi)離球心的距離為d處,置一點(diǎn)電荷+q。用導(dǎo)線將球殼接地后，再把地線撤去。選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則球心處的電勢為：（A）0;[解]：靜電平衡時,內(nèi)表面電荷為–q，外表面電荷為+q.地線撤去后，外表面電荷消失。球心的電勢由±q產(chǎn)生：R+qod+q(D)25解：一極板上的電荷受到另一極板上的電荷所產(chǎn)生的電場的作用力，因此

F=QE=Q/20=Q2/20S=U2C2/20SU2(D)5.平行板電容器兩極板間相互作用力大小F與兩極板間電壓U的關(guān)系是：

(A)FU.(B)F1/U.(C)F1/U2.(D)FU2.266.解：平行板電容器始終與端電壓一定的電源相連.當(dāng)極板間為真空時,場強(qiáng)為,電位移為,當(dāng)極板間充滿相對介電常數(shù)為r的各向同性均勻電介質(zhì)時,場強(qiáng)為,電位移為,則有(A)(B)(C)(D)[]U一定E0d=EdE0=ED0=0E0,D=0rE=rD0(B)投票人數(shù):0277.兩個電容器1和2串聯(lián)后充電.在電源保持連接的情況下,若把電介質(zhì)插入2中,則1上的電勢差

;1上的電量

;1的靜電能

.(填增大、減小、不變)解：21電源保持連接U1+U2一定.串聯(lián)：Q1=Q2U1/U2=C2/C1插入介質(zhì)：C2/C1U1/U2于是

U1,Q1=C1U1,28②若將電容器“串聯(lián)”改為“并聯(lián)”,充電后與電源保持連接,結(jié)果？③若電容器為并聯(lián),充電后與電源斷開,結(jié)果？[思考]①若將“電源保持連接”改為“電源斷開”,結(jié)果？Answer:U1、Q1與W1都不變Answer:U1、Q1與W1都不變Answer:U1、Q1與W1都減小298.兩電容器的電容之比為c1：c2=l：2．(1)把它們串聯(lián)后接到電壓一定的電源上充電，它們的電能之比是多少?(2)如果是并聯(lián)充電，電能之比是多少?(3)在上述兩種情形下電容器系統(tǒng)的總電能之比又是多少?30解：(1)串聯(lián)時電量相等:

Q1=Q2(2)并聯(lián),兩電容器兩端電勢差相同U1=U231(3)串聯(lián)和并聯(lián)時電容器系統(tǒng)的總電能分別為：

329.真空中,半徑為R1和R2的兩個導(dǎo)體球相距很遠(yuǎn),則兩球的電容之比C1/C2=

;當(dāng)用細(xì)長導(dǎo)線將兩球相連后,電容C=

.解：⑴相距很遠(yuǎn)各自可視為孤立導(dǎo)體球.∵C=40R∴C1/C2=R1/R2

⑵兩球相連成為一等勢體.設(shè)電勢為V則有于是[思考]兩球相連后,從結(jié)果看,相當(dāng)