高二物理竞赛第7章静电场和静电感应和静电平衡复习课件

本章的主要内容可概括如下：一.静电感应和静电平衡1.静电感应：

由外电场引起的导体表面电荷的重新分布2.静电平衡条件：(2)导体表面上紧贴导体外侧处，任意一点的场强垂直于该点的表面。(3)导体是等势体、导体表面是等势面。※导体二、静电平衡时导体上的电荷分布1.实心导体：内部没有净余电荷，电荷只分布在导体表面上.2.空腔导体(1)腔内没有电荷：电荷只分布在导体外表面上(2)腔内有电荷:++++++++++++++++q-------qQ+q3.静电平衡导体表面场强:4.导体表面电场强度同表面曲率的关系a.在表面凸出的尖锐部分(曲率为正值且较大)较大,E也较大b.在比较平坦部分(曲率较小)较小，E也较小c.在表面凹进（曲率为负值）部分最小，E也最小+++++++++++++++++++++++三、有导体存在时静电场场量的计算原则1.静电平衡的条件2.基本性质方程3.电荷守恒定律※电容和电容器一.孤立导体的电容

是与导体的尺寸和形状有关,与无关的常数。二.电容器及其电容

与两导体的尺寸、形状和相对位置有关，与无关的常数。三.电容的计算1.利用电容器的串并联公式:串联：并联：2.由定义求解:①假设两极板分别带电荷，求得两极间，进而计算出；②所求一定与无关，仅由电容器本身性质决定。三、介质中的高斯定理※电介质二.电介质对电容器电容的影响一.电介质分类：①有极分子电介质；②无极分子电介质。(1)真空电容器的电容与介质电容器的电容关系:(2)电介质在电容器中的作用:四、电位移矢量符号名词所联系的量电场强度电位移矢量自由电荷自由电荷和极化电荷五、三种电容器的电容1.平行板的电容2.同心球形的电容3.同轴柱形的电容六、静电场的能量电容器储能公式：习题集(P25)1、半径为R1的导体球带正电Q1，球外有一同心导体球壳，其内外半径分别为R2和R3，球壳带正电Q2，求：(1)此带电系统的场强分布；(2)球的电势U1和球壳的电势U2；(3)球与球壳的电势差；(4)若用导线将球和球壳相连，U1和U2分别为多少？解：（1）电量均匀分布在球面上，即R1球面电量为Q1，R2球面电量为-Q1，R3球面电量为Q1+Q2.利用高斯定理可求得场强分布:(1)方向:沿径向.(2)(3)(4)习题集(p25)2、如图，在半径为a的金属球外有一层外半径为b的均匀电介质球壳，电介质的相对电容率为εr，金属球带电Q，求：(1)介质层内外的场强大小；(2)介质层内外的电势；(3)金属球的电势；(4)电场的总能量(5)金属球的电容。解:利用高斯定理可求得场强分布:（1）电量Q均匀分布在半径为a的球面上，作一半径为r的球面为高斯面，利用高斯定理可求得场强分布方向:沿径向.(2)（3）金属球的电势等于(4)取厚度为dr的球壳体积元:电容器储能公式：习题集(p25)3、在半径为R的导体球壳薄壁附近与球心相距为d(d＞R)的P点处，放一点电荷q，求：

(1)球壳表面感应电荷在球心O处产生的电势和场强；

(2)空腔内任一点的电势和场强；

(3)若将球壳接地，计算球壳表面感应电荷的