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1、导体的静电感应过程无外电场时第1页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后第2页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第3页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第4页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第5页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第6页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第7页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第8页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第9页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第10页/共34页导体的静电感应过程加上外电场后+第11页/共34页导体的静电感应过程+加上外电场后+第12页/共34页+导体达到静平衡导体达
2、到静平衡第13页/共34页2.2.导体的静电平衡条件：导体的静电平衡条件：导体内部任意点的场强为零导体内部任意点的场强为零：导体表面附近的场强方向处处与表面垂直导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。静电平衡时：导体内:等势体导体表面:等势面静电平衡时：静电平衡时：导体内导体内:等势体等势体导体表面导体表面:等势面等势面第14页/共34页+132 静电平衡的导体上的电荷分布1.1.电荷只分布在导体表面，其内部不存在净电荷。电荷只分布在导体表面，其内部不存在净电荷。导体内任取高斯面S，则由高斯定理：2.2.孤立带电导体的电荷只分布在表面。孤立带电导体的电荷只分布在表面。若导体形状规则，则电荷在其表
3、面均匀分布。若导体形状不规则，则电荷分布与其表面曲率有关。若电荷面密度为，则有：第15页/共34页3.3.导体外表面附近场强与该处电荷面密度的关系：导体外表面附近场强与该处电荷面密度的关系：考虑方向，则有：4.4.应用：应用：尖端放电 电晕损耗第16页/共34页134 空腔导体、静电屏蔽1.1.空腔导体内外的静电场：空腔导体内外的静电场：腔内无电荷的情况：静电平衡时：空腔内部场强处处为零空腔内部场强处处为零。空腔内表面上没有净电荷分布空腔内表面上没有净电荷分布。空腔内为等势区空腔内为等势区。即：当静电平衡时，内部无电荷存在的导体壳的内电场完全与当静电平衡时，内部无电荷存在的导体壳的内电场完全与
4、 外界隔离开来，不受外界影响外界隔离开来，不受外界影响。屏蔽第17页/共34页 空腔内有电荷的情况：当静电平衡时：腔内表面感应出等量异号电荷；腔外表面感应出等量同号电荷。腔内电场仅由腔内电荷及内表面感应的电荷决定。即：带电荷的空腔具有屏蔽外电场的作用带电荷的空腔具有屏蔽外电场的作用。腔外电场受腔内电荷的影响。若把空腔导体接地，腔内电场对腔外电场无影响。即：接地的空腔导体还可屏蔽内电场。2.2.静电屏蔽：静电屏蔽：定义：导体空腔内电场不受外界的影响，或利用导体空腔接地而使腔内带电体与外导体空腔内电场不受外界的影响，或利用导体空腔接地而使腔内带电体与外界隔绝的现象界隔绝的现象。V3第18页/共34
5、页 接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。+封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；应用：第19页/共34页135 电容 电容器一、孤立导体电容：定义：孤立导体电容 电容是反映导体储电能力的物理量。物理意义：使导体升高单位电势所需的电荷量。只与导体自身形状、大小有关。单位：例：孤立导体球的电容+第20页/共34页二、电容器的电容：1.1.构成：构成：能带等值异号电荷的导体系称为“电容器”；组成电容器的每一导体称作一个“极板”；电容器两极板间可以是真空，也可以有电介质。电容器的符号：2.2.电容器的电容：电容器的电容：操作性定义：电容器的电容为：第21页/共34页
6、三、常见真空电容器的电容：1.1.平行板电容器：平行板电容器：构成：电容：设两极板分别带电+q、-q；两极板间场强大小为：两极板间电势差：平行板电容器电容：平行板电容器电容：平行板电容器电容：第22页/共34页2.2.圆柱形电容器：圆柱形电容器：构成：电容：设两极板带电q，电荷线密度两极板(柱面)间的场强：(沿径向)两极板(柱面)间的电势差：圆柱形电容器电容：圆柱形电容器电容：第23页/共34页圆柱形电容器电容：第24页/共34页3.3.球形电容器：球形电容器：构成：电容：设两极板带电q两极板(球壳)间的场强：两极板(球壳)间的电势差：球形电容器电容：球形电容器电容：球形电容器电容：第25页/
7、共34页球形电容器电容：孤立导体球电容平板电容器电容第26页/共34页四、电容器的连接：1.1.串联：串联：第27页/共34页2.2.并联：并联：第28页/共34页例1：平行板电容器由两块相距 0.510-3 m的薄金属板A、B 组 成。这个电容器放在金属盒kk内（金属盒对电容器起屏 蔽作用）。设金属盒上、下两内壁与 A、B 分别都相距 0.25 10-3 m。不计边缘效应。问：(1)这个电容器放入盒内与不放入盒内相比，电容改变多少 (2)若盒中电容器的一个极板与盒相连，电容改变多少？解：(1)设A、B自身构成的电容器的电容为C0：A、B充电后，由于静电感应使k、k带等量异号电荷,使A-k间形
8、成电容器C1，B-k 间形成电容器C2第29页/共34页等效电容：(2)若盒中电容器的一个极板与盒相连，电容改变多少？设B-k 相连，等效电容：则：C2=0第30页/共34页例2：三个电容器按图连接，电容分别为C1、C2、C3。当k打开 时，将C1充电至其上的电势差为U0，然后断开电源并闭 合k。求：各电容器上的电势差。解：K闭合前，C1上带电量为：C2、C3不带电。K闭合后，系统开始充、放电过程；。设：稳定后C1上带电q1，而C2、C3上带电均为q2直至C1与C2C3两端的电势差相等时，充放电过程停止。第31页/共34页第32页/共34页例3.如图平行无限长直导线，已知:a、d，且：求：单位长度导线间的电容C解：设导线的电荷线密度为 导线间的场强分布：导线间的电势差：电容第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页