43電場(chǎng)和磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用wd解讀

4.3電場(chǎng)和磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體無(wú)外電場(chǎng)時(shí)4.3.11導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外2導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+3導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外++4導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+++++5導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+++6導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+++++7導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+++++8導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外+++++++9導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外++++++10導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程加上外電場(chǎng)后E外++++++++11導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程+加上外電場(chǎng)后E外+++++++++12導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過(guò)程+加上外電場(chǎng)后E外+++++++++13++++++++++導(dǎo)體到達(dá)靜平衡E外E感感應(yīng)電荷感應(yīng)電荷14⑴導(dǎo)體內(nèi)部任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。⑵導(dǎo)體外表四周的場(chǎng)強(qiáng)方向處處與外表垂直。等勢(shì)體等勢(shì)面導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體外表處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體。靜電平衡條件15處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的性質(zhì)：1、導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體外表是等勢(shì)面。2、導(dǎo)體內(nèi)部處處沒(méi)有未被抵消的凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表上。3、導(dǎo)體以外，靠近導(dǎo)體表面附近處的場(chǎng)強(qiáng)大小與導(dǎo)體表面在該處的面電荷密度的關(guān)系為具體說(shuō)明如下16金屬球放入前電場(chǎng)為一均勻場(chǎng)1、導(dǎo)體外表四周的場(chǎng)強(qiáng)方向處處與外表垂直。17金屬球放入后電力線發(fā)生彎曲電場(chǎng)為一非均勻場(chǎng)+++++++182、導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有凈電荷，未被抵消的凈電荷只能分布在導(dǎo)體外表上。++++++++++++++++++++++++++++++++19靜電場(chǎng)中的孤立導(dǎo)體上電荷面密度的大小與該處外表的曲率有關(guān):3、導(dǎo)體外表上的電荷分布曲率較大，外表尖而凸出局部，電荷面密度較大曲率較小，外表比較平坦局部，電荷面密度較小曲率為負(fù)，外表凹進(jìn)去的局部，電荷面密度最小20導(dǎo)線證明:即用導(dǎo)線連接兩導(dǎo)體球則214、導(dǎo)體外部近外表處場(chǎng)強(qiáng)方向與該處導(dǎo)體外表垂直，大小與該處導(dǎo)體外表電荷面密度e成正比。外表四周作圓柱形高斯面尖端放電尖端場(chǎng)強(qiáng)特殊強(qiáng)，足以使四周空氣分子電離而使空氣被擊穿，導(dǎo)致“尖端放電”?！纬伞半婏L(fēng)”22二、靜電屏蔽1、空腔內(nèi)無(wú)帶電體的狀況腔體內(nèi)外表不帶電量，腔體外外表所帶的電量為帶電體所帶總電量。導(dǎo)體上電荷面密度的大小與該處外表的曲率有關(guān)。23腔體內(nèi)外表所帶的電量和腔內(nèi)帶電體所帶的電量等量異號(hào)，腔體外外表所帶的電量由電荷守恒定律打算。未引入q1時(shí)放入q1后2、空腔內(nèi)有帶電體+243、靜電屏蔽接地封閉導(dǎo)體殼〔或金屬絲網(wǎng)〕外部的場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響。封閉導(dǎo)體殼〔不管接地與否〕內(nèi)部的電場(chǎng)不受外電場(chǎng)的影響；++++25

有極分子：分子正負(fù)電荷中心不重合。無(wú)極分子：分子正負(fù)電荷中心重合；電介質(zhì)CH+H+H+H+正負(fù)電荷中心重合甲烷分子+正電荷中心負(fù)電荷中心H++HO水分子——分子電偶極矩一、電介質(zhì)的極化4.3.2靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)26

1.無(wú)極分子的位移極化無(wú)外電場(chǎng)時(shí)加上外電場(chǎng)后+++++++極化電荷極化電荷272.有極分子的轉(zhuǎn)向極化+++++++++++++++++++++++++++無(wú)外電場(chǎng)時(shí)電矩取向不同兩端面出現(xiàn)極化電荷層轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)加上外場(chǎng)28無(wú)限大均勻電介質(zhì)中充滿電場(chǎng)空間的各向同性均勻電介質(zhì)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)大小等于真空中場(chǎng)強(qiáng)的倍，方向與真空中場(chǎng)強(qiáng)方向一致。介質(zhì)中的場(chǎng)極化電荷的場(chǎng)自由電荷的場(chǎng)二、電介質(zhì)中的電場(chǎng)29三、有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理自由電荷極化電荷定義：電位移矢量真空中介質(zhì)中自由電荷30介質(zhì)中的高斯定理自由電荷通過(guò)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(shù)和。電位移線大小:方向:切線線線31例1.:導(dǎo)體板介質(zhì)求：介質(zhì)內(nèi)的32電容器——導(dǎo)體組合，使之不受四周導(dǎo)體的影響電容器電容：電容器任一極板所帶電量確實(shí)定值q與兩極板間相應(yīng)的電壓uA-uB的比值。1、電容器及電容、電容器、電場(chǎng)能量33電容器電容的計(jì)算平行板電容器：S、d、0設(shè)A、B分別帶電+q、-qA、B間場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差由定義爭(zhēng)論與有關(guān)；插入介質(zhì)34球形電容器已知設(shè)+q、-q場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差由定義爭(zhēng)論——孤立導(dǎo)體的電容35圓柱形電容器已知：設(shè)

場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差由定義36將真空電容器布滿某種電介質(zhì)電介質(zhì)的電容率〔介電常數(shù)〕平行板電容器電介質(zhì)的相對(duì)電容率（相對(duì)介電常數(shù)）同心球型電容器同軸圓柱型電容器37電容器的串聯(lián)電容器的串并聯(lián)38例1.已知:導(dǎo)體板介質(zhì)求:各介質(zhì)內(nèi)的解:設(shè)兩介質(zhì)中的分別為由高斯定理由得39場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差電容例2.平行板電容器。d1、r1、d2、r2、S求:電容C解:設(shè)兩板帶電

40例3.已知:導(dǎo)體球介質(zhì)求:1.球外任一點(diǎn)的2.導(dǎo)體球的電勢(shì)解:過(guò)P點(diǎn)作高斯面得電勢(shì)41開(kāi)關(guān)倒向a,電容器充電。開(kāi)關(guān)倒向b,電容器放電。燈泡發(fā)光

電容器釋放能量電源供給計(jì)算電容器帶有電量Q，相應(yīng)電勢(shì)差為U時(shí)所具有的能量。2、電容器的儲(chǔ)能42任一時(shí)刻終了時(shí)刻外力做功電容器的電能43電場(chǎng)能量體密度——描述電場(chǎng)中能量分布狀況三、靜電場(chǎng)的能量電場(chǎng)存在的空間體積44推廣：對(duì)任一電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度非均勻45例：計(jì)算球形電容器的能量RA、RB、q解：場(chǎng)強(qiáng)分布取體積元能量46課堂爭(zhēng)論比較均勻帶電球面和均勻帶電球體所儲(chǔ)存的能量。471、磁介質(zhì)的分類

磁介質(zhì)磁介質(zhì)——能與磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用的物質(zhì)磁化——磁介質(zhì)在磁場(chǎng)作用下所發(fā)生的變化〔1〕順磁質(zhì)〔3〕鐵磁質(zhì)〔2〕抗磁質(zhì)〔4〕超導(dǎo)體根據(jù)的大小和方向可將磁介質(zhì)分為四大類附加磁場(chǎng)磁導(dǎo)率——描述不同磁介質(zhì)磁化后對(duì)外原磁場(chǎng)的影響48利用安培環(huán)路定理求...............2、介質(zhì)中磁場(chǎng)的根本規(guī)律：真空中長(zhǎng)直螺線管，I、n(單位長(zhǎng)度導(dǎo)線匝數(shù))假設(shè)在長(zhǎng)直螺線管內(nèi)布滿某種均勻磁介質(zhì)49定義磁場(chǎng)強(qiáng)度在穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑的線積分〔即環(huán)流〕等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導(dǎo)電流的代數(shù)和，而與磁化電流無(wú)關(guān)。單位：安培/米(A/m)同樣，無(wú)限大均勻磁介質(zhì)中——磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理50例1一環(huán)形螺線管，管內(nèi)布滿磁導(dǎo)率為μ，相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。單位長(zhǎng)度上的導(dǎo)線匝數(shù)為n。求：環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度解：51例2一無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱體，通有電流I，設(shè)電流I均勻分布在整個(gè)橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為μ，柱外為真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：IR52在分界面上H

連續(xù),B不連續(xù)IR533.有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。鐵磁質(zhì)的特性2.有很大的磁導(dǎo)率。放入線圈中時(shí)可以使磁場(chǎng)增加102~104倍。4.溫度超過(guò)居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì)。3、鐵磁質(zhì)磁導(dǎo)率μ不是一個(gè)常量，它的值不僅決定于原線圈中的電流，還決定于鐵磁質(zhì)樣品磁化的歷史;B

和H

不是線性關(guān)系。54初始磁化曲線.......矯頑力飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度磁滯回線剩磁磁滯回線55鐵磁質(zhì)的分類及其應(yīng)用軟磁材料可作變壓器純鐵，硅鋼、坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。r大，易磁化、易退磁〔起始磁化率大〕。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大，矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長(zhǎng)，損耗小〔HdB面積小〕。還用于繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。(1)軟磁材料56(2)硬磁材料——作永久磁鐵鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金(3)矩磁材料