1.导体的静电平衡条件:, ()
导体是等势体,表面是等势面。
3.计算有导体存在时的静电场分布的依据:
霓虹灯变压器 高斯定理,电势概念,电荷守恒,导体静电平衡条件。
4.静电屏蔽:
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。
5.电介质分子的电偶极矩:
有极分子的固有电偶极矩,无极分子在外电场中产生感应电偶极矩。
电介质的极化:在外电场中固有电偶极矩的取向(取向极化),或感应电偶极矩的产生(电子位移极化),使电介质的表面或内部出现极化(束缚)电荷。
电介质的效应: ,
6.电位移
(1)的高斯定律:
(2)有电介质存在时电场的计算:按照算出,再按算背景音乐播放系统。
串联电容器组:(注:每个电容器带的电量与串联电容器组带的电量相同)
并联电容器组: (注:每个电容器两端的电压与并联电容器组两端电压相同)
8.电容器储能:
9.电场的能量密度:
10-13 图示三块平行金属板,面积均为200cm2,它们相距分别为d1=2mm, d2=4mm,A板带有正电3×10-7C,B,C两板接地,不计边缘效应。(1)求B板和C板上的感应电荷;(2)求A板的电势;(3)现在A,B蚕豆脱皮机板间充以的均匀电介质,再回答(1),(2)两问题。
解:(1)由题意得:电荷面密度如图所示
则有:且AC间场强
------------------------------------(1)
AB间场强 ------------------------------------(2)
由(1)(2)得:,而
(2)插入介质板后,则
,c
,
10-11 充分大的带电导体平板A和B,电荷面密度分别为
C/m2,黄光制程C/m2。现在把它们如图平行放置,这将引起导体板上电荷的重新分布,则最终四个表面上的电荷面密度为多少?
解:设电荷分布如图所示,由高斯定理知:,
由电荷守恒:,,
,,双电源自动切换装置。
10-12 如果上题的B板接地,再计算四个表面上的电荷面密度。
解:设电荷分布如图所示,由高斯定理知:,
由于B板接地,所以,
由电荷守恒:
10-14 四块面积都是A的相同薄金属板,平行放置,如图所示,设板间距离均为d,分别求出图(a),(b)联接的等效电容。
解:(1)由题意得:电荷面密度如图所示,则有
, ,
若极板的面积为S则电源提供的电荷
或用等效电路来求,等效电路如图所示,每个电容上的电压均相等,为电容器并联,故
(2)解法同上,,
等效电路图如图所示:
10-16 1和2两电容串联,接在1200v的直流电源上。(1)求每一电容器上的电量以及电压,(2)将充了电的两个电容器与电源断开,彼此之间也断开,再重新将同号的两端连接在一起,试求每一个电容器上最终所带的电压和电量。
解;(1)
,
(2)联结后的电压为u,则
,
10-18 图示中电容器开始都不带电,按图中所示接法连接后,开关S是开启的。(1)求a,b两点的电势差Uab;(2)开关S合上后,求b点的电位;(3)开关S合上时,流经S的电荷为多少?
解:(1)对每一支路,,,
(2)S接通后,电路变为右图,降压散,
(3)在S接通前后,C1上的电量变化为
C2上的电量变化为
流过S的电量为:
10-19 在两板间距为d的平行板电容器中,平行地插入厚度为d/2的一块金属板,则其电容变为原来电容的多少倍?如果插入的是厚度为d/2的介质板,其相对介电常数,则又如何?
解:(1)设极板面积为S,分布为Q的电荷,则场强
,电压为,
(2)在空气中场强 介质中的场强
10-21 平行板电容器,极板面积为S,两板间距为d,极板间充以两层电介质,一层厚度为d1,相对介电常数为;另一层厚度为d2(d1+ d2=d),相对介电常数为。(1)求这电容器的电容;(2)以S=200cm2,d1=2mm,d2=3mm,,来计算此电容值。