導(dǎo)體和電介質(zhì)35918

1、同學(xué)們好！126-4 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)預(yù)習(xí)要點領(lǐng)會導(dǎo)體靜電平衡條件的場強表述和電勢表述.帶電導(dǎo)體靜電平衡時的電荷分布規(guī)律是怎樣的? 帶電導(dǎo)體表面外附近的場強分布特點如何? 什么是尖端放電現(xiàn)象?什么是靜電屏蔽? 領(lǐng)會其原理.注意電介質(zhì)的極化現(xiàn)象及其對場強分布的影響.3一 導(dǎo)體的靜電平衡條件 導(dǎo)體內(nèi)有大量的自由電荷，在電場的作用下，導(dǎo)體表面上正、負(fù)電荷相對聚集，出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象. 導(dǎo)體上任何部分無宏觀電荷的定向移動的狀態(tài)，稱為導(dǎo)體靜電平衡狀態(tài).1)導(dǎo)體內(nèi)部任意一點的場強為零.1. 靜電平衡條件的場強表述2)導(dǎo)體表面附近的場強處處與表面垂直.導(dǎo)體內(nèi)電場強度 =外電場強度 +感應(yīng)

2、電荷電場強度4 導(dǎo)體表面是等勢面 導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等2. 靜電平衡條件條件的電勢表述對于帶電體和空腔導(dǎo)體，導(dǎo)體的靜電平衡條件也適用.處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體，其表面是等勢面.5二 帶電導(dǎo)體表面附近的場強及其電荷分布 帶電導(dǎo)體電荷分布在導(dǎo)體外表面上, 內(nèi)部無靜電荷. 為表面某處電荷面密度，用高斯定理可以證明該處表面外附近點的場強 導(dǎo)體表面外附近空間的電場強度與該處導(dǎo)體電荷面密度成正比. 帶電導(dǎo)體尖端附近的電場特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即尖端放電.6+ 為表面電荷面密度 作錢幣形高斯面 S 導(dǎo)體表面電場強度與電荷面密度的關(guān)系 表面電場強度的大小與該表面電荷面密度成正比7三

3、靜電屏蔽 1 屏蔽外電場 外電場線不能進入空腔導(dǎo)體，空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場, 使空腔內(nèi)物體不受外電場影響. 接地空腔導(dǎo)體接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場影響. 2 屏蔽腔內(nèi)電場 一個接地的空腔導(dǎo)體可以隔離內(nèi)外靜電場的影響，這稱為靜電屏蔽. 3 靜電屏蔽的應(yīng)用8四 電介質(zhì)的極化1. 無極分子電介質(zhì): 分子正、負(fù)電荷中心重合的電介質(zhì).2. 有極分子電介質(zhì): 分子正、負(fù)電荷中心不重合的電介質(zhì).3. 位移極化：正負(fù)電荷中心拉開，形成電偶極子.4. 轉(zhuǎn)向極化：電偶極子在外場作用下發(fā)生轉(zhuǎn)向.9介質(zhì)內(nèi)電場強度外電場強度極化電荷電場強度 電介質(zhì)極化的過程，就是使分子偶極子的極矩增大或有一定的取向的過程

4、.為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)10*五 電位移矢量 介質(zhì)中的高斯定理電位移矢量在均勻各向同性介質(zhì)中+ + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - -有介質(zhì)時的高斯定理定義:絕對介電常數(shù)均勻介質(zhì)11例一 相距很近的平行導(dǎo)體板 ，分別帶電 求電荷分布。 解：設(shè)平板面積為 由電荷守恒：(1)(2)由靜電平衡條件：(3)(4)12由(1)、(2)、(3)、(4)解得：即：相背面 等大同號， 相對面 等大異號。1316-5例二 內(nèi)半徑為 的導(dǎo)體球殼原來不帶電，在腔內(nèi)離球心距離為 處，固定一電量 的點電荷，用導(dǎo)線將球殼接地后再撤去地線，求球心處電勢.解：1畫出未接地前的電荷分布圖. 腔內(nèi)壁非均勻分布的負(fù)電荷對外效應(yīng)等效于： 在與 同位置處置 。142外殼接地后電荷分布如何變化？3由疊加法求球心處電勢內(nèi)壁電荷分布不變15例三 實驗表明，在靠近地面處有相當(dāng)強的電場，電場強度 垂直于地面向下，大小約為 ；在離地面 高的地方， 也是垂直于地面向下的，大小約為2 5 N/C。1試計算從地面到此高度大氣中電荷的平均體密度.2假設(shè)地球表面處的電場強度完全是由均勻分布在 地表面的電荷產(chǎn)生，求地面上的電荷面密度。解：地球球?qū)ΨQ，離地面不遠處 ( hR ) 面對稱可以用高斯定理求解，如何選擇高斯面？km51.ErCN100