大學物理電學部分習題課件

01-5-23電學51b.球形電容器設極板帶電量為q，則兩球殼間場強為兩球殼間的電勢差為由半徑為和的同心金屬球殼組成，兩球殼間充滿介電系數為ε的電介質01-5-23電學51b.球形電容器設極板帶電量為q01-5-23電學52電容討論：(2)若,則(1)若和都很大,兩球殼間的距離很小,即平板電容器的電容孤立導體球的電容01-5-23電學52電容討論：(2)若01-5-23電學53c.圓柱形電容器由兩個同軸的半徑分別為RA和RB，長度為l的圓柱面極板中間充滿介電系數為ε的電介質所構成設兩柱面帶電分別為+q

和-q

，則單位長度的帶電量為柱面間的場強柱面間的電勢差為電容r01-5-23電學53c.圓柱形電容器由兩個同軸的半徑分別01-5-23電學542.計算電容器電容的步驟：(1).設電容器兩極板分別帶電荷+q和-q

。(2).求出兩極板間的場強分布。(3).計算兩極板間的電勢差。(4).由電容器電容的定義式計算電容。1.電容器的電容僅由組成電容器的導體形狀、幾何尺寸、相對位置決定，即僅由電容器本身的性質決定，與它所帶的電量無關。結論：所以電容器的電容是反映電容器本身容電性質的物理量。電容器中引入電介質后，電容將增大01-5-23電學542.計算電容器電容的步驟：(1).設01-5-23電學55擊穿01-5-23電學55擊穿01-5-23電學56三、電容器串并聯由有1.電容器串聯由2.電容器并聯01-5-23電學56三、電容器串并聯由有1.電容器串聯由201-5-23電學57例1：一平行板電容器，板面積為S，兩板間距為d，在其內部放入一層厚度為b的均勻電介質，介質的兩表面與極板相平行，設介質的介電常數為ε，介質的兩邊是真空，求：這電容器的電容。解：AB01-5-23電學57例1：一平行板電容器，板面積為S，兩板01-5-23電學58四、電場的能量

1.帶電系統(tǒng)的能量

.移動時，電場力作功

外力克服電場力作功

外力所作的總功

帶電體的能量

例1.計算電容器兩極板帶有電量+Q和-Q所具有的能量

。AB01-5-23電學58四、電場的能量1.帶電系統(tǒng)的能量.01-5-23電學592.靜電場的能量

設平行板電容器極板上帶的電量為Q

，兩極板間電勢差為，則單位體積內的電場能量。電場的總能量電場的能量密度w:01-5-23電學592.靜電場的能量設平行板電容器極板01-5-23電學510(1)由q求E積分法：電場能量的求法：(2)由E求w(3)由w積分求電容法：(1)先求C小結：本節(jié)主要向大家介紹電容器的電容,電容器聯接方法,電容器電容計算和電場能量。要求大家理解電容的物理意義，會計算電容器的電容；理解電場能量密度的概念,在一些簡單的對稱情況下能計算電場里貯存的能量。01-5-23電學510(1)由q求E積分法：電場能量的求法01-5-23電學511例2：同軸電纜由內徑為R1、外徑為R2的兩無限長金屬圓柱面構成，單位長度帶電量分別為+

、-

，其間充有

r

電介質。求：①單位長度電容；②單位長度貯存能量。l-場強極間電壓單位長度電容解:(1)01-5-23電學511例2：同軸電纜由內徑為R1、外徑為01-5-23電學512(2)單位長度貯存能量電容法：積分法：01-5-23電學512(2)單位長度貯存能量電容法：積分法01-5-23電學513R例3求電量為Q

0、半徑為R的均勻帶電球面的靜電能。解：設U

=0每一個dq所在處的電勢01-5-23電學513R例3求電量為Q0、半徑為R的均勻01-5-23電學514小結:靜電場習題課一.導體的靜電平衡條件:1.用場強表示(1)導體內部任何一點的場強為零。(2)導體表面上任何一點的場強方向垂直于該點的表面2.用電勢表示導體為等勢體，導體表面為等勢面。二.靜電平衡狀態(tài)下導體上電荷的分布1.實心導體所帶電荷只能分布于外表面上,導體內無凈電荷。01-5-23電學514小結:靜電場習題課一.導體的靜電平01-5-23電學5152.空腔導體的電荷分布(1)空腔內無其它帶電體時,電荷只能分布在空腔導體的外表面。(2)空腔內有帶電體時,在空腔的內表面上要感應出等值異號的電荷,空腔導體的外表面出現與腔內帶電體等值同號的感應電荷。3.導體表面上的電荷分布導體尖端附近的電場特別強三.計算有導體存在時的靜電場分布問題的依據導體靜電平衡條件電荷守恒高斯定理01-5-23電學5152.空腔導體的電荷分布(1)空腔內無01-5-23電學516四.靜電屏蔽原理:一個接地的空腔導體可以隔離內、外靜電場的影響五.電介質的極化隔離外電場影響的原因：金屬空殼的外表面上及殼外的電荷在殼內的合場強總為零,因而對殼內無影響在外電場作用下電介質表面出現電荷的現象叫做電介質的極化現象。電介質表面上出現的這種電荷叫極化電荷電介質內部的場強有電介質存在時的高斯定理表述為:在任何靜電場中，通過任意閉合曲面的電位移通量，等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數和。電位移矢量01-5-23電學516四.靜電屏蔽原理:一個接地的空腔導01-5-23