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1、01-5-23,电学5,1,b.球形电容器,设极板带电量为 q，,则两球壳间场强为,两球壳间的电势差为,由半径为 和 的同心金属球壳组成，两球壳间充满介电系数为的电介质,01-5-23,电学5,2,电容,讨论：,(2)若,则,即,01-5-23,电学5,3,c.圆柱形电容器,由两个同轴的半径分别为RA和RB，长度为 l的圆柱面极板中间充满介电系数为的电介质所构成,设两柱面带电分别为+q 和-q，则单位长度的带电量为,柱面间的场强,柱面间的电势差为,电容,01-5-23,电学5,4,2.计算电容器电容的步骤：,(1).设电容器两极板分别带电荷+q和-q。,(2).求出两极板间的场强分布。,(3)
2、.计算两极板间的电势差。,1.电容器的电容仅由组成电容器的导体形状、几何尺寸、相对位置决定，即仅由电容器本身的性质决定，与它所带的电量无关。,结论：,所以电容器的电容是反映电容器本身容电性质的物理量。,电容器中引入电介质后，电容将增大,01-5-23,电学5,5,击穿,01-5-23,电学5,6,三、电容器串并联,1.电容器串联,由,2.电容器并联,01-5-23,电学5,7,例1：,一平行板电容器，板面积为S，两板间距为 d，在其内部放入一层厚度为 b 的均匀电介质，介质的两表面与极板相平行，设介质的介电常数为，介质的两边是真空，求：这电容器的电容。,解：,01-5-23,电学5,8,四、电
3、场的能量,1.带电系统的能量,.,移动 时，电场力作功,外力克服电场力作功,外力所作的总功,带电体的能量,例1.,计算电容器两极板带有电量+Q和-Q所具有的能量。,01-5-23,电学5,9,2.静电场的能量,设平行板电容器极板上带的电量为Q，两极板间电势差为，则,单位体积内的电场能量。,电场的总能量,电场的能量密度w:,01-5-23,电学5,10,(1)由q求E,积分法：,电场能量的求法：,(2)由E求w,(3)由w 积分求,电容法：,(1)先求C,小结：,本节主要向大家介绍电容器的电容,电容器联接方法,电容器电容计算和电场能量。要求大家理解电容的物理意义，会计算电容器的电容；理解电场能量
4、密度的概念,在一些简单的对称情况下能计算电场里贮存的能量。,01-5-23,电学5,11,例2：同轴电缆由内径为 R1、外径为 R2的两无限长金属圆柱面构成，单位长度带电量分别为+、-，其间充有 r 电介质。求：单位长度电容；单位长度贮存能量。,场强,极间电压,单位长度电容,解:(1),01-5-23,电学5,12,(2)单位长度贮存能量,电容法：,积分法：,01-5-23,电学5,13,例3,求电量为Q 0、半径为R的均匀带电球面的静电能。,解：设 U=0,每一个d q所在处的电势,01-5-23,电学5,14,小结:,静电场习题课,一.导体的静电平衡条件:,1.用场强表示,(1)导体内部任
5、何一点的场强为零。,(2)导体表面上任何一点的场强方向垂直于该点的表面,2.用电势表示,导体为等势体，导体表面为等势面。,二.静电平衡状态下导体上电荷的分布,1.实心导体所带电荷只能分布于外表面上,导体内无净电荷。,01-5-23,电学5,15,2.空腔导体的电荷分布,(1)空腔内无其它带电体时,电荷只能分布在空腔导体的外表面。,(2)空腔内有带电体时,在空腔的内表面上要感应出等值异号的电荷,空腔导体的外表面出现与腔内带电体等值同号的感应电荷。,3.导体表面上的电荷分布,导体尖端附近的电场特别强,三.计算有导体存在时的静电场分布问题的依据,导体静电平衡条件,电荷守恒,高斯定理,01-5-23,
6、电学5,16,四.静电屏蔽,原理:一个接地的空腔导体可以隔离内、外静电场的影响,五.电介质的极化,隔离外电场影响的原因：金属空壳的外表面上及壳外的电荷在壳内的合场强总为零,因而对壳内无影响,在外电场作用下电介质表面出现电荷的现象叫做电介质的极化现象。,电介质表面上出现的这种电荷叫极化电荷,电介质内部的场强,有电介质存在时的高斯定理表述为:,在任何静电场中，通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。,电位移矢量,01-5-23,电学5,17,六.电容器的电容,1.计算电容器电容的步骤,2.电容器电容的计算结果,c.圆柱形电容器,b.球形电容器,a.平行板电容器,3.电容器串并联,(1).电容器串联,(2).电容器并联,
