静电场中的电介质 (3)2精选PPT.ppt

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1、静电场中的电介质第1页，此课件共38页哦一、基本概念1 电介质2无极分子电介质（非极性分子电介质）有极分子电介质（极性分子电介质）3 束缚电荷4 极化现象5 电极化强度第2页，此课件共38页哦二、D的高斯定理第3页，此课件共38页哦正确理解高斯定理的三种描述正确理解高斯定理的三种描述第4页，此课件共38页哦例2 两块靠近的平行金属板间原为真空，使它们分别带上等量异号电荷直至两板上面电荷密度分别为 和 ,而板电压 这时保持两板上的电量不变，将板间一半空间充以相对介电常数为 =5的电介质，求板间电压变为多少？电介质表面的束缚电荷密度多大？（忽略边缘效应）第5页，此课件共38页哦第6页，此课件共38

2、页哦例1 一个带正电的金属球，半径为R，电量为q，浸在一个大油箱中，油的相对介电常数为 ，求:球外的电场分布以及贴近金属球表面的油面上的束缚电荷总量 ,及束缚电荷产生的场强.第7页，此课件共38页哦第8页，此课件共38页哦三、电容(Capacity)1 定义 导体所带电量q与相应的电势的比值是一个与导体所带电量无关的量，成为电容。即C=q/U。反映了导体储存电荷和电能的能力 导体组合称为电容器(Capacitor)第9页，此课件共38页哦2 电容计算 (1)平行板电容器；(2)球形电容器；(3)柱形电容器 3 电容器的串联和并联第10页，此课件共38页哦例 1 已知平行板电容器的尺寸和介质的相

3、对介电系数，且均匀介质厚度为 t,求：1 电容器的电容 2 当两极板电压为V时，电容器所带电量 3 保持V不变，极板上自由电荷 和束缚电荷面密度 4 介质中的E,D,P 5 空气中的E,D,P第11页，此课件共38页哦例2 已知一金属球一半在空气中，一半 在油中，球上浄电荷为Q,问：球的上下表面各有多少电荷？（油的介电系数已知，球半径已知）第12页，此课件共38页哦问题1:电通量表达式的意义第13页，此课件共38页哦问题2:当外壳B接地时,为什么 外壳电荷为0,证明之.第14页，此课件共38页哦问题3:当内球A接地时,为什么 A球带电荷,且为负,证明之.第15页，此课件共38页哦问题4:两相同

4、的金属板,一个板带电,另一个板不带电,将不带电的板接地,电荷分布图.第16页，此课件共38页哦问题5:大地带电量如何计算?第17页，此课件共38页哦问题6:有电介质时电场如何计算?束缚电荷如何计算?第18页，此课件共38页哦问题7:关于电容的简单计算?第19页，此课件共38页哦四、电场的能量(Energy)平行板电容器能量：能量密度:（从特殊导出，但具有普遍性）第20页，此课件共38页哦电场能量：第21页，此课件共38页哦例 一球形电容器，内外球的半径分别为 ，两球间充满相对介电常数为 的电介质，求此电容器带有电量Q时所储存的电能。第22页，此课件共38页哦问题:电势能与电能的区别?第23页，

5、此课件共38页哦静电场内容的总结:两个方程 两个现象 四个物理量 第24页，此课件共38页哦1.两个完全相同的电容,串联后与电源 相连,现将电介质插入其中的一个问:a.总电容如何变化?b.两个电容上电量的关系?c.两个电容上电压的关系?d.总能量如何变化?第25页，此课件共38页哦2.如果某带电体其电荷的体密度增大 为原来的两倍,则电场的能量变为原 来的多少倍?第26页，此课件共38页哦3.将一平行板电容器充电后切断电 源,并插入电介质,问:场强,能量是原来的多少倍?第27页，此课件共38页哦习题课1 将一带电+q，半径为R 的大导体球B移近一个半径为R ，且不带电的小导体球A，判断下列说法是

6、否正确？B球电势高于A球；以无穷远为电势零点，则A球电势 小于 0 任一P点的场强 （r为P与B球心的距离且远远大于R ）BA；B第28页，此课件共38页哦2 一球面带电Q，半径为R，球心处有一点电荷q，已知球面电势（相对无穷远点），则壳内任一点P的电势与之相等，对否？要有定量分析过程。第29页，此课件共38页哦3 在不带电的金属球旁，有一点电荷+q，距球心为r，金属半径为R，求：金属球上感应电荷在球心处产生的场强，及此时球心处的电势U；若金属球接地，球上的净电荷为多少？第30页，此课件共38页哦4 一平行板电容器，两极板间距为d，充电Q后断电，然后用力把两极板间距离缓缓拉为2d。求：能量W的

7、改变量；外力所作的功；讨论此过程中功能转换关系第31页，此课件共38页哦5 一平行板电容器，面积为S，间距为d，相对介电常数为 的两种电介质各充满板间的一半，问：此电容器带电后，两介质所对的极板上自由电荷面密度是否相等？(要求定量分析)此时两介质内的 是否相等？该电容器的电容是多少？第32页，此课件共38页哦6 半径为R的均匀带电球体，电量为Q，在球体中开一直径通道（设此通道极细不影响电场分布），在球体外距离球心r处有一带同种电荷、电量为q的点电荷沿通道方向朝球心运动，试计算该点电荷至少应具有多大的初动能才能到达球心。（设带电球体内、外的介电常数都是 ）第33页，此课件共38页哦7 半径分别为

8、 的两个同心导体薄球壳，分别带电量 ，今将内球壳用细导线与远处的半径为r的导体球相联，导体球原来不带电，试求相联后导体球所带电量q。第34页，此课件共38页哦8一平行板电容器，上极板固定，下极板悬空，极板面积为S，间距为d，极板质量为m，问：当电容器两极板间加多大电压时，下极板才能保持平衡？（忽略边缘效应）9在均匀带电Q，半径为 的薄球壳内，有同心导体球，导体球的半径为 ，若将导体球接地，求场强和电势分布。第35页，此课件共38页哦9 在均匀带电Q，半径为 的薄球壳内，有同心导体球，导体球的半径为 ，若将导体球接地，求场强和电势分布。第36页，此课件共38页哦10 A、B、C是三块平行金属板，面积均为200 ，A、B间距4.0mm，A、C相距2.0mm，B、C两板都接地（如图所示）设A板带正电 ，不计边缘效应，求B板和C板上的感应电荷，以及A板电势。若在A、B间充以相对介电常数为 =5的均匀电介质，再求B板和C板上的感应电荷，以及A板电势。第37页，此课件共38页哦第38页，此课件共38页哦