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1、SUMMARY,导体静电平衡条件,静电平衡下导体的性质,实心导体,整个导体是等势体,空腔导体(腔内无q),空腔导体(腔内有q),导体接地(U=0),其远离另一带电体的一端不带电,e.g.,静电屏蔽,若是内球接地,则其电荷通常不为零.,电介质的极化,极化强度：,电位移：,束缚面电荷密度：=pn,*电位移线, 的高斯定理,典型应用：电荷及介质高对称分布 (球、圆柱、平面等),电容,定义：,计算方法,平行板：,孤立导体球：,串联：,并联：,设定QVC=Q/V,典型结果,静电场的能量,带电电容器的能量,能量密度：,场能：,Chap.2 EXERCISES,如图,小物体A带有负电荷,本不带电的导体B放在
2、A的一侧A、B和无穷远的电势分别记为UA、UB和U试证：UAUBU,证：,达到静电平衡后,B上出现感应电荷如图.,B的右侧负电荷吸收电场线，这些电场线不能来自B的左侧正电荷，否则将破坏B的等势性，因此这些电场线只能来自无穷远处，故有UBU.,B的左侧正电荷发出的电场线不能到无穷远处去，否则会有UBU，与上面的结果矛盾，因此这些电场线只能被A的负电荷吸收，故有UAUB,综上： UAUBU,2.,平行板电容器两极板间相互作用力大小F与两极板间电压V的关系是： (A)FV (B)F1/V (C)F1/V2 (D)FV2,解：,一极板上的电荷受到另一极板上电荷所产生的电场的作用力，因此,(D),F=Q
3、/20=Q2/20S=V2C2/20S V2,3.,解：,平行板电容器与电源相连.当极板间为真空时,场强为 ,电位移为 ,当极板间充满电介质(r)时,场强为 ,电位移为 ,则有 (A) (B) (C) (D),V一定 E0d=Ed E0=E,D0=0E0 , D=0rE=0rE0=rD0,(B),4.,两个电容器1和2串联后充电.在电源保持连接的情况下,把电介质插入2中,则1上的电势差 ；1上的电量 ；1的静电能 . (填增大、减小、不变),解：,电源保持连接V1+V2一定.,串联：Q1=Q2V1/V2=C2/C1,插入介质：C2/C1V1/V2,因此 V1；Q1=C1V1；,若电容器为并联,
4、充电后与电源保持连接,结果？,若电容器为并联,充电后与电源断开,结果？,思考,若将“电源保持连接”改为“电源断开”,结果？,Answer: V1、Q1与W1都不变,Answer: V1、Q1与W1都不变,Answer: V1、Q1与W1都减小,5.,真空中,半径为R1和R2的两个导体球相距很远,则两球的电容之比C1/C2= ;当用细长导线将两球相连后,电容C= .,解：,相距很远各为孤立导体球,C=40R C1/C2=R1/R2,两球相连等势,思考,两球相连电容器并联，为什么？,6.,一球形导体,带电量q,置于一任意形状的空腔导体中.当用导线将两者连接后,系统静电场能将 (A)增加. (B)减少. (C)不变. (D)无法确定.,解：,连接前,腔内外均有电场.,连接后,腔内电场消失,腔外电场不变,故静电场能减少.,(B),