真空中的靜電場(chǎng)

1、2024/2/29,1,電 磁 學(xué),2024/2/29,2,第六章 靜 電 場(chǎng),一、電荷 、電荷守恒定律,,,1. 電荷,電荷與質(zhì)量一樣，都是基本粒子的固有屬性； 基本粒子的電荷有正、負(fù)兩種； 一切基本粒子只可能具有電子所具有電荷的整數(shù)倍； 電荷守恒是物理學(xué)普遍原理； 電荷之間的相互作用，是通過電場(chǎng)作媒介傳遞的。,2. 電荷守恒定律,在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正負(fù)電荷的代數(shù)和在任何物理過程中保持不變。,電荷守恒

2、定律適用于一切宏觀和微觀過程( 例如核反應(yīng)和基本粒子過程 )，是物理學(xué)中普遍的基本定律之一。,2024/2/29,3,,3. 電荷量子化,1906～1917年，密立根（R.A.millikan )用液滴法測(cè)定了電子電荷，證明微小粒子帶電量的變化是不連續(xù)的，它只能是元電荷 e 的整數(shù)倍，即粒子的電荷是量子化的。,迄今所知，電子是自然界中存在的最小負(fù)電荷，質(zhì)子是最小的正電荷。,1986年的CODATA值為：e =1.60217733

3、15;10-19 C,庫侖是電量的國際單位。,4. 電荷的相對(duì)論不變性：,在不同的參照系內(nèi)觀察，同一個(gè)帶電粒子的電量不變。電荷的這一性質(zhì)叫做電荷的相對(duì)論不變性。,有電荷就有質(zhì)量： 零靜止質(zhì)量的粒子只能是電中性。,2024/2/29,4,二、庫侖定律,2. 庫侖實(shí)驗(yàn),3. 庫侖定律：在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用力與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比 。,1. 點(diǎn)電荷,忽略帶電體自身形狀大小及其電荷的分布，

4、將其全部電荷集中在一個(gè)幾何點(diǎn)上。,是國際單位制中的比例系數(shù),真空介電常數(shù),,2024/2/29,5,實(shí)驗(yàn)表明，庫侖力滿足線性疊加原理，即不因第三者的存在而改變兩者之間的相互作用。,靜電力的疊加原理：,,,,,3. 介質(zhì)中的庫侖力：,2024/2/29,6,三、電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng),* 電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)傳遞的，或者說電荷周圍存在有電場(chǎng)，引入該電場(chǎng)的任何帶電體，都受到電場(chǎng)的作用力。,** 場(chǎng)的物質(zhì)性體現(xiàn)在：,a.給電場(chǎng)中的帶

5、電體施以力的作用。,b.當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力作功. 表明電場(chǎng)具有能量。,c.變化的電場(chǎng)以光速在空間傳播，表明電場(chǎng)具有動(dòng)量,表明電場(chǎng)具有動(dòng)量、質(zhì)量、能量，體現(xiàn)了它的物質(zhì)性.,*** 電場(chǎng)有疊加性。 靜止電荷產(chǎn)生的場(chǎng)叫做靜電場(chǎng)。,1. 電場(chǎng)：,2024/2/29,7,2、電場(chǎng)強(qiáng)度,檢驗(yàn)電荷：q0 本身攜帶電荷足夠??；占據(jù)空間也足夠小(點(diǎn)電荷)，放在電場(chǎng)中不會(huì)對(duì)原有電場(chǎng)產(chǎn)生明顯影響。,它與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，反映電場(chǎng)本

6、身的性質(zhì)。,單位正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受到的力。,物理意義,單位 在國際單位制中(SI),電場(chǎng)是一個(gè)矢量場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)單位是[N/C]?；蛘遊V/m]。,2024/2/29,8,3、點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng),電場(chǎng)中任何一點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。———場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。,,若電荷分布是連續(xù)的,4、任意帶電體（連續(xù)帶電體)電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)：,2024/2/29,9,體電荷分布的帶電體的場(chǎng)強(qiáng),面電荷分布的帶電體的場(chǎng)強(qiáng),線電荷分布的

7、帶電體的場(chǎng)強(qiáng),電荷的體密度,電荷的面密度,電荷的線密度,2024/2/29,10,例6.1 求電偶極子中垂線上距離中心較遠(yuǎn)處一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),等量異號(hào)電荷 +q、-q，相距為 l，它相對(duì)于求場(chǎng)點(diǎn)很小，稱該帶電體系為電偶極子。,5、電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算,,電偶極子的電偶極矩,電偶極子中垂線上距離中心較遠(yuǎn)處一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，與電偶極子的電偶極矩成正比，與該點(diǎn)離中心的距離的三次方成反比，方向與電矩方向相反。,2024/2/29,11,,,,,,,,電偶極子

8、延長線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與電偶極子電偶極矩成正比，與該點(diǎn)離中心的距離的三次方成反比，方向與電矩方向相同。,,電偶極子連線方向上場(chǎng)強(qiáng),,,2024/2/29,12,例6.2 求均勻帶電細(xì)棒中垂面上一點(diǎn) p 的場(chǎng)強(qiáng)。,設(shè)棒長為l, 帶電量q，電荷線密度為l,解：由對(duì)稱性可知，中垂面上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)只有Y 方向的分量，在Z和X方向無分量。,,p,點(diǎn)電荷的場(chǎng),2024/2/29,13,解：由對(duì)稱性可知，p點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)只有X分量,例6.3 均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)

9、的場(chǎng)強(qiáng)。設(shè)圓環(huán)帶電量為q，半徑為R.,討論：當(dāng)求場(chǎng)點(diǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)的半徑時(shí)，,方向在X軸上，正負(fù)由q的正負(fù)決定。說明遠(yuǎn)離環(huán)心的場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)。,例3.1.4 均勻帶電圓盤軸線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。,2024/2/29,14,例6.4 均勻帶電圓盤軸線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。,解：帶電圓盤可看成許多同心的圓環(huán) 組成，取一半徑為r，寬度為dr 的細(xì)圓環(huán)帶電量,2024/2/29,15,四、電位移、電力線、電通量、高斯定理,點(diǎn)電荷在介質(zhì)中產(chǎn)生場(chǎng)

10、強(qiáng),點(diǎn)電荷在真空中產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng),1. 引入電位移矢量來描述電場(chǎng),單位：C/m2,2. 電力線,電力線上各點(diǎn)的切線方向表示電場(chǎng)中該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，在垂直于電力線的單位面積上的電力線的條數(shù)（數(shù)密度)等于該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小。,2024/2/29,16,電力線的性質(zhì)：,?電力線不會(huì)中斷。,?電力線不會(huì)相交。（單值）,?電力線不會(huì)形成閉合曲線，它起始于正電荷終止于負(fù)電荷。,3 電通量,通過任一面元的電力線的條數(shù)稱為通過這一面元的電通量。,4 電位移通量

11、,注意：閉合曲面外法線方向(自內(nèi)向外) 為正。,,演示,演示,2024/2/29,17,,,5、高斯定理,以一點(diǎn)電荷q為球心 的閉合球面的電位移通量,,,,,,,,S,q,R,包圍點(diǎn)電荷q 的任一閉合曲面的電位移通量,電場(chǎng)的高斯定理：通過任一閉合曲面的電位移通量等于該曲面所包圍的全部電荷電量的代數(shù)和，而與曲面外的電荷無關(guān)。,2024/2/29,18,連續(xù)電荷分布：,,電場(chǎng)的高斯定理,微分形式,積分形式,靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)！,2024/2/2

12、9,19,6、用高斯定理求場(chǎng)強(qiáng),說明：對(duì)于靜止電荷的電場(chǎng)，庫侖定律和高斯定律等價(jià)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)電荷的電場(chǎng)，庫侖定律不再正確，高斯定律仍然有效。,?當(dāng)電荷分布具有某種對(duì)稱性時(shí)，可用高斯定律求出該電荷系統(tǒng)的電場(chǎng)的分布。比用庫侖定律簡便。,?當(dāng)已知場(chǎng)強(qiáng)分布時(shí)，可用高斯定律求出任一區(qū)域的電荷、電位分布。,?高斯定律與庫侖定律的平方反比關(guān)系不是相互獨(dú)立的定律，而是用不同形式表示的電場(chǎng)與場(chǎng)源電荷關(guān)系的同一客觀規(guī)律。,均勻帶電球殼,均勻帶電無限大平板,

13、均勻帶電細(xì)棒,2024/2/29,20,例6.5 均勻帶電的球殼內(nèi)外的場(chǎng)強(qiáng)分布。設(shè)球殼半徑為R，所帶總電量為 Q。,解：場(chǎng)源的對(duì)稱性決定著場(chǎng)強(qiáng)分布的對(duì)稱性。,它具有與場(chǎng)源同心的球?qū)ΨQ性。固選同心球面為高斯面。場(chǎng)強(qiáng)的方向沿著徑向，且在球面上的場(chǎng)強(qiáng)處處相等。,當(dāng) 高斯面內(nèi)電荷為Q，所以,當(dāng) 高斯面內(nèi)電荷為 0,2024/2/29,21,例6.6 求兩個(gè)平行無限大均勻帶電平面的場(chǎng)

14、強(qiáng)分布。設(shè)面電荷密度分別為 和 。,解：該系統(tǒng)不再具有簡單的對(duì)稱性，不能直接應(yīng)用高斯定律。然而每一個(gè)帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)先可用高斯定律求出，然后再用疊加原理求兩個(gè)帶電平面產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng)。,直流電路中的平行板電容器間的場(chǎng)強(qiáng)，就是這種情況。,由圖可知，在A 區(qū)和B區(qū)場(chǎng)強(qiáng)均為零。C區(qū)場(chǎng)強(qiáng)的方向從帶正電的平板指向帶負(fù)電的平板。場(chǎng)強(qiáng)大小為一個(gè)帶電平板產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的兩倍。,2024/

15、2/29,22,例6.7.用高斯定理求均勻帶電的無限長圓柱棒的電場(chǎng)分布， 已知線電荷密度? 。,,,,,,解：,取以棒為軸，r為半徑，高為h的高斯柱面。,通過該面的D通量：,,,0,0,體密度,均勻帶電：,表面帶電：,,2024/2/29,23,高斯定理 解題步驟小結(jié)：,（1）分析電場(chǎng)是否具有對(duì)稱性,（2）取合適的高斯面（封閉面），要取在D/E相等的曲面上,（3） D/E相等的面不構(gòu)成閉合面時(shí)，另選法線

16、 的面,（4）分別求出 和 ，從而求得D/E,例6.8 一半徑為R、電荷密度為?的均勻帶電球內(nèi)有一半徑為r的空腔，證明空腔內(nèi)為均勻電場(chǎng)。,證明：,取以r'為半徑，o'為心的高斯球面,用高斯定理：,E為均勻電場(chǎng)。,,2024/2/29,24,證明：,,,所有+?構(gòu)成一完整的帶電球,,過空腔內(nèi)任一點(diǎn)P，作以r

17、9;為半徑， o為心的高斯球面,,高斯定理,,,,,,過空腔內(nèi)任一點(diǎn)P，作以r''為半徑，o'為心的高斯球面, 同理可得 ?? 在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng),P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)：,,,,即腔內(nèi)為均勻電場(chǎng),,設(shè)想空腔內(nèi)充有+?和??的電荷,,2024/2/29,25,五、靜電場(chǎng)力作功,1. 靜電場(chǎng)對(duì)帶電體的作用力,1）一個(gè)點(diǎn)電荷q處在外電場(chǎng)E中,q受到電場(chǎng)力：,（E為所在點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)）,2）若干個(gè)點(diǎn)電荷系處在外電場(chǎng)E中,每個(gè)

18、點(diǎn)電荷受力：,點(diǎn)電荷系受的合力：,E,3)連續(xù)分布的帶電體在外電場(chǎng)中受力,,,,帶電體受合力：,2024/2/29,26,例6.8：求一均勻電場(chǎng)中電偶極子的受力。,已知：電場(chǎng)為E，偶極子的電荷為q。,解：受力,,,,相對(duì)o點(diǎn)的力矩：,,,即：,,方向是使電偶極子轉(zhuǎn)向電場(chǎng)方向,-q,+ q,=0,電偶極子受到的電場(chǎng)力合力為零,2024/2/29,27,2.靜電場(chǎng)力作的功,1）單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,,將電荷q0 從電場(chǎng)的a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn) A

19、=？,在任意點(diǎn)c，位移 、受力,2024/2/29,28,2）點(diǎn)電荷系產(chǎn)生的電場(chǎng)中,任意點(diǎn)c處的電場(chǎng)為：,每一項(xiàng)都與路經(jīng)無關(guān),結(jié)論,(1)電場(chǎng)力作功與路經(jīng)無關(guān)，電場(chǎng)力是 保守力，靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)。,(2)作功A與qo的大小成正比，移動(dòng)單位正電荷作功：,2024/2/29,29,3. 環(huán)路定理,在任意電場(chǎng)中，將 q0,從a b,,經(jīng)L1,,經(jīng)L2,電場(chǎng)力作功：,靜電場(chǎng)的環(huán)路定理:,若一矢量場(chǎng)的任意環(huán)路積分始

20、終為0，則稱該矢量場(chǎng)為無旋場(chǎng)。,即：沿閉合路經(jīng)移動(dòng)單位正電荷，電場(chǎng)力作功為0。,L1,L2,,b,,=0,2024/2/29,30,六、電勢(shì)差和電勢(shì),,存在與位置有關(guān)的態(tài)函數(shù),1.電勢(shì)差、電勢(shì),定義：a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua、Ub， 則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為,即：a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差 =,將單位正電荷從a?b電場(chǎng)力作的功,電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電勢(shì)：,單位：V或J/C,a,.,L1,L2,,b,,.,2024/2/29,3

21、1,若已知電勢(shì)分布U(r)求移動(dòng)電荷q，電場(chǎng)力作功：,例6.9 在示波器、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器中，均有電子在電場(chǎng)中被加速而獲得動(dòng)能的情況。已知電子在1000V的電壓中加速，求電子獲得的速度。,2. 電勢(shì)與功,3. 等位面,,電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的曲面,等位面與電場(chǎng)分布的關(guān)系：,等位面與電力線處處正交，且電力線的方向指向電勢(shì)降低的方向。,(2)在同一等位面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力的功恒等于0。,點(diǎn)電荷的等位面,2024/2/29,32,4.

22、 電勢(shì)的計(jì)算,1）用定義法求U,例6.10 真空中一半徑為R的球面，均勻帶電Q，求帶電球所在空間任意一點(diǎn)P的電勢(shì)U=？,解：,由高斯定理已求得電場(chǎng)分布：,,設(shè) r??，U=0,P點(diǎn)處在球外 r>R：,P點(diǎn)處在球內(nèi) r<R,,0,2024/2/29,33,帶電球面的電勢(shì)分布：,,結(jié)論：,球內(nèi)電勢(shì)處處相等;球外電勢(shì)反比于 r,2024/2/29,34,例6.11 半徑為 R的無限長帶電圓柱，電荷體密度為?，求離軸為 r處的

23、U=？,,,,R,,.p,r,解：由高斯定理求得各處的電場(chǎng),,設(shè)r??, U?= 0,,?,,,設(shè) r = R處，U = 0,< 0,> 0,2024/2/29,35,2)用疊加法求U,一個(gè)點(diǎn)電荷的電勢(shì)：,,點(diǎn)電荷系的電勢(shì)：,在點(diǎn)電荷系 的電場(chǎng)中,.P,任意點(diǎn)P處的電勢(shì),,電勢(shì)疊加原理,連續(xù)帶電體的電勢(shì)：,,2024/2/29,36,5.電勢(shì)梯度,梯度：物理量隨空間的變化率。,E與U,,

24、描素電場(chǎng)各點(diǎn)性質(zhì)的物理量,表示E與U的積分關(guān)系。,,P1,P2,,,E與U的微分關(guān)系？,在電場(chǎng)中取相距 的兩點(diǎn)P1、P2：,2024/2/29,37,是電勢(shì)函數(shù)U沿 方向的空間變化率,結(jié)論：,(1) E沿某方向的分量,電勢(shì)在此方向空間變化率的負(fù)值,(2)場(chǎng)中任一點(diǎn)，沿不同方向，U的空間變化率一般不等,當(dāng) ?= 0時(shí)，即,,有最大值：,,定義：沿某方向電勢(shì)隨距離變化率最大 該最大值稱為該點(diǎn)的電勢(shì)梯度

25、。,(3)若電勢(shì)函數(shù)用直角坐標(biāo)表示時(shí)：U=U(x y z),則：,負(fù)號(hào)表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與電勢(shì)梯度方向相反,,或：,2024/2/29,38,例6.12 求均勻帶電Q,半徑為R的圓環(huán)軸線上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。,解：根據(jù)點(diǎn)電荷電勢(shì)疊加，P點(diǎn)的電勢(shì),P點(diǎn)的電場(chǎng)：,注：(1),決定于U在該點(diǎn)的空間變化率而與該點(diǎn)值大小無關(guān)。,(2)求E的三種方法,,點(diǎn)電荷電場(chǎng)疊加：,用高斯定理求對(duì)稱場(chǎng),電勢(shì)梯度法,2024/2/29,39,真空中靜電場(chǎng)小結(jié)1.

26、 兩個(gè)物理量,2. 兩個(gè)基本方程,3. 兩種計(jì)算思路,典型場(chǎng) 疊加原理,2024/2/29,40,本節(jié)討論：電場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用(影響),第6.3節(jié) 導(dǎo)體與電介質(zhì),1.導(dǎo)體 存在大量的可自由移動(dòng)的電荷2.絕緣體 理論上認(rèn)為一個(gè)自由移動(dòng)的電荷也沒有 也稱 電介質(zhì) 3.半導(dǎo)體 介于上述兩者之間 討論金屬導(dǎo)體和電介質(zhì)對(duì)場(chǎng)的影響,2024/2/29,41,靜電感應(yīng)：,在外電場(chǎng)影響下，導(dǎo)

27、體表面出現(xiàn)的重新分布現(xiàn)象。,導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài): 導(dǎo)體內(nèi)部和表面沒有電荷的宏觀定向運(yùn)動(dòng)。,一、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體,1.導(dǎo)體靜電平衡條件,(1)導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于 0 。,(2)導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都垂直表面 。,推論：,(1) 導(dǎo)體是等勢(shì)體。,(2) 導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。,,2024/2/29,42,2.導(dǎo)體上電荷的分布,1). 導(dǎo)體體內(nèi)處處不帶電,,,導(dǎo)體帶電只能在表面！,2). 導(dǎo)體表面電荷,外法線方向,2024/2/29,4

28、3,3) 孤立導(dǎo)體電荷面密度與導(dǎo)體表面曲率的關(guān)系,,,面電荷密度反比于表面曲率半徑，正比于表面曲率,當(dāng)曲率很大的尖端E?很強(qiáng),曲率1/R較大（表面凸起處）,即：,曲率1/R為負(fù)（表面凹進(jìn)處）,曲率1/R較?。ū砻嫫教固帲?尖端放電,2024/2/29,44,3 導(dǎo)體殼與靜電屏蔽,導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于 0 。導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都垂直表面 。,靜電平衡：,推論：處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電力線， 電力線起

29、止或者終止于導(dǎo)體表面。,導(dǎo)體空腔處于靜電平衡時(shí)，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)如何？導(dǎo)體殼內(nèi)壁有感應(yīng)電荷嗎？,靜電屏蔽,腔外帶電體與腔外表面電荷在腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)總貢獻(xiàn)為零,2024/2/29,45,二、靜電場(chǎng)中的電介質(zhì),1.電介質(zhì)的電結(jié)構(gòu),電介質(zhì),,絕緣體,,不導(dǎo)電,在外電場(chǎng) E內(nèi)?0,每個(gè)分子,帶負(fù)電的電子→束縛電子,帶正電的原子核,分布在10-10m范圍,,一般分子內(nèi)正負(fù)電荷不集中在同一點(diǎn)上,所有負(fù)電荷?負(fù)中心,所有正電荷?正中心,,,兩類電介質(zhì)：

30、,中心不重合,中心重合,,有極分子H2O,無極分子CO2、N2、O2,,兩類電介質(zhì)放入外電場(chǎng)，其表面上都會(huì)出現(xiàn)電荷,,電介質(zhì)的電極化與導(dǎo)體有本質(zhì)的區(qū)別：,電極化,2024/2/29,46,2.電極化現(xiàn)象,1）有極分子,,,,,可見：Ee?強(qiáng)，,端面上束縛電荷越多，電極化程度越高。,取向極化,2024/2/29,47,3.電極化強(qiáng)度矢量,單位：C/m2,顯然：Ee=0,—電極化率,即：,單位體積內(nèi)所有分子的電偶極矩矢量和,1） 的

31、定義：,3）,,,2024/2/29,48,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ee,,,,,,,,,,,,E’,無限大平板間均勻介質(zhì)極化,,,,2024/2/29,49,4. 邊界上的 D 和 E 關(guān)系,,,,,,,,,,,邊界D矢量的法向方向連續(xù)，而E矢量的法向方向突變。,,S,2024/2/29,50,三、典型的電介質(zhì)：電容器和電容,1、電容：,定義：,電容：升高單位電壓所需的電量。,單位：法拉F 或 [C/V]。,孤立

32、導(dǎo)體的電容與導(dǎo)體的形狀有關(guān)，與其帶電量和電位無關(guān)。,孤立導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，其帶電量與電勢(shì)之比為一常數(shù)，將這一常數(shù)稱之為電容。,微法,皮法,若兩個(gè)導(dǎo)體分別帶有等量異號(hào)的電荷q，周圍沒有其它導(dǎo)體帶電；其間電位差UAB，它們組成電容器的電容：,通常采用靜電屏蔽避免外界電磁干擾。,2024/2/29,51,,,2 平行板電容器：,平行板電容器間電場(chǎng)強(qiáng)度,,3 球形電容器：,兩個(gè)同心的金屬球殼帶有等量異號(hào)電荷q,,過渡到平板孤立球電容,202

33、4/2/29,52,4 圓柱形電容器（同軸電纜）：,兩個(gè)長為 L 的圓柱體，圓柱面上帶有等量異號(hào)的電荷，其間距離 R2?R1<<L，線電荷密度為 。,介質(zhì)增加電容量，減小體積； 提高電容器的耐壓能力。,2024/2/29,53,5、電容器的串聯(lián)和并聯(lián),?電容器的并聯(lián)：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,電容器的串聯(lián)：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2024/2/29,54,6、

34、電容器的能量和電場(chǎng)的能量：,,,,,,,,,,,,,,,,,,靜電力：,? 電容器儲(chǔ)存的能量與場(chǎng)量的關(guān)系（平板電容為例）,2024/2/29,55,電容器所具有的能量與極板間電場(chǎng) 和 有關(guān)， 和 是極板間每一點(diǎn)電場(chǎng)大小的物理量，所以能量與電場(chǎng)存在的空間有關(guān)，電場(chǎng)攜帶了能量。,電容器所具有的能量還與極板間體積成正比，于是可定義電場(chǎng)能的體密度，它雖然是從電容器間均勻場(chǎng)而來，但有其普遍性。,2024/2/29,5