1、第9章,静电场中的导体,静电平衡条件 感应电荷分布-导体内部无净电荷-空腔导体的内外表面电荷分布-导体表面的电场分布,第9章,电荷分布,有导体存在时空间的场强和电势分布,第9章,场强为0,电荷守恒,场强分布,B A 分别接地，电荷分布、电势？,第9章,二、电容（导体的性质）,1 孤立导体的电容,若带电量增大一倍,单位：法拉（F）、微法拉（F）、皮法拉（pF）,导体本身的性质，与所带电荷量无关升高单位电势需要的电量。,类比水容 ： 升高单位高度需要的水量,为啥法拉单位大？,第9章,例：半径为R孤立导体球的电容,假设该球带电 Q，则其电势：,假设：你是一个导体球，摩擦积累静电，若电势为1千伏，带多
2、少静电？ 若放电时间为1毫微秒（10-9），则电流q/t=？,C正比于R,毛衣火花放电，2500V以上；放电声800V； CPU:100-300V精密仪器； 衣服鞋子不易放电：上万伏。 电容无处不在,C=40R,第9章,2 双导体的电容,非孤立系统： 电势V与Q和其他导体有关。,静电屏蔽，外部电场不会影响内部电场，,电势差UAB同电荷Q成正比。,对于空间中的两个导体A, B，若其带有等量异号电荷，二者之间的电势差UAB与Q成正比，定义电容：,第9章,对于空间中的两个导体A, B，若其带有等量异号电荷，二者之间的电势差UAB与Q成正比，定义电容：,电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质
3、有关. 与所带电荷量无关.,两个导体组合成的系统（不受周围导体的影响）电容器,第9章,3 电容的计算,例 平板电容器,则两带电平板间的电场强度,若两导体板分别带电,两带电平板间的电势差,电容,第9章,例 圆柱形电容器（略）,电容,当R远大于d时，转化成平板电容器。此为实际中的圆柱电容器设计原理。由平板卷成圆筒。,第9章,例 球形电容器（略）,球形电容器是由半径分别为 和 的两同心金属球壳所组成,解 设内球带正电（ ），外球带负电（ ）,*,R2无穷大=孤立导体球的电容,生活实例：电视机后盖内；键盘；心脏起搏器,4 电容器的联结：串联，并联,串联，QA= -QD=Q，QB=-QA，QC=QD,第
4、9章,并联，UAB= UCD=U,第9章,串联变小，并联变大,C1 C2 C3U,第9章,第9章,三、静电场中的电介质,有极分子：分子正负电荷中心不重合。,无极分子：分子正负电荷中心重合；,甲烷,水分子,分子电偶极矩,1 电介质与极化,第9章,无极分子位移极化,极化电荷,极化电荷,内部无净电荷 -若均匀介质,第9章,有极分子的取向极化,转向外电场,第9章,极化：电介质受到外电场的作用取向极化 位移极化,第9章,1）内部分子电偶极矩总和不为0， 且外电场越大，电偶极矩之和越大。,2）表面出现极化电荷（束缚电荷），附加电场E 注：此电荷为分子平均电偶极矩的宏观表现，不可传导、自由运动。电荷产生的电场不能抵消外电场：即内部合场强不会为0。,定义 极化强度(矢量),单位体积内分子电偶极矩的矢量和，描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。,极化电荷，极化电荷面密度，q , ， E,2 极化强度与极化电荷（极化宏观表现）,第9章,极化强度和极化电荷的关系？,在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等于该闭合曲面内极化电荷总量的负值。,均匀介质极化时，表面上某点的极化电荷面密度，等于该处极化强度在外法线上的分量。,
