静电场的能量

第9章介质中的高斯定理自由电荷问题：怎么选择这两个高斯定理？第9章任意带电体系含有能量(电荷具有相互作用势能)建立该体系时外力作的功（功能原理）电容器：不带电能量为0。假定t时刻运送dq电荷到正极，外力做功：+qA-qB电容器储能ElectronicFlash100-400uF,300V,15J<1ms,10-20KW四静电场的能量第9章电场能量密度——描述电场中能量分布状况电场能量（用电场强度表示）电场存在的空间体积（真空）第9章一般非均匀电场中某点处能量密度：单位体积内的电场能量例：计算球形电容器的能量已知RA、RB、q解：场强分布取体积元能量比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。同样的电荷，排列方式不同，储存的能量不同。所以不是电荷携带能量，而是电场。一

理解静电场中导体处于静电平衡时的条件，并能从静电平衡条件来分析带电导体在静电场中的电荷分布.三理解电容的定义，能计算几何形状简单的电容器的电容.四了解静电场是电场能量的携带者，了解电场能量密度的概念，能用能量密度计算电场能量.基本要求二了解电介质的极化及其微观机理，了解电位移矢量的概念，以及在各向同性介质中和电场强度的关系.理解电介质中的高斯定理，会用它来计算对称电场的电场强度.第10章第十章恒定电流导体处于非静电平衡状态下的定向漂移运动U1E

U2？非静电平衡状态？电流——大量电荷有规则的定向运动。电流强度——单位时间内通过某截面s的电量第10章1电流电流密度导体内电流漂移运动各点不同，电流强度无法描述此差异性电流方向：规定为正电荷运动方向。第10章六、静电场中的导体和电介质第10章导体中某点的电流密度，数值上等于通过与该点场强方向垂直的单位截面积上的电流强度（单位时间内过该点附近垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷）。方向为该点场强方向(正电荷运动方向）。描述空间不同点电流大小的物理量电流密度++++++为电荷/载流子的漂移速度第10章微观上：电流密度与载流子漂移运动速率的关系第10章电流密度和电流强度的关系穿过某截面S的电流强度等于电流密度矢量穿过该截面的通量。第10章恒定电流：导体内各处电流密度不随时间变化电流的连续性方程反证法：q无穷大。电荷不会累积在空间一点SI第10章在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成稳恒电场；稳恒电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理第10章静电场稳恒电场电荷分布不随时间改变但伴随着电荷的定向移动电场有保守性，它是保守场，或有势场产生电场的电荷始终固定不动电场有保守性，它是保守场，或有势场静电平衡时，导体内电场为零，导体是等势体导体内电场不为零，导体内任意两点不是等势维持静电场不需要能量的转换稳恒电场的存在总要伴随着能量的转换均匀长直导体电阻电导率电阻率（电导率）与材料的种类、温度有关。测温。电阻率2欧姆定律问题：上面的?No!与导体的连接方式（电压电流）有关电阻率电阻的温度系数超导体:有些金属和化合物接近绝对零度，电阻率突然减小到零欧姆定律的

微分形式

欧姆定律的微分形式一段任意导体欧姆定律并非lawofnature.有限制。一般金属或电解液，在相当大的电压范围内成立.注意欧姆定律的

微分形式

任一点的电流密度与电场强度方向相同，大小成正比如何求任意导体电阻:按等势面划分无数成薄层,对每个薄层按电场强度方向分解为体元.体元并联，薄层串联解法一:I,R,例一内外半径分别为R1,R2导体球壳，电阻率，若内外电势差为U，求电流I第10章解法二：I,j,E第10章解法一选讲例一内、外半径分别为和的金属圆筒，长度,其电阻率，若筒内外电势差为，且筒内缘电势高，圆柱体中径向的电流强度为多少？解法二第10章第10章如何维持稳恒电场/稳恒电流？3电动势黑盒子闭合回路ABC电场力作负功！某外力做功，克服电场力做功(最终转化为热能)第10章黑盒子构成闭合回路ABC对整个回路，外力做功非保守力，非静电力非静电场强电动势单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力所做的功.电动势的方向：积分大于0的回路环绕方向。BCA电源----||---------把单位正电荷从电源负极移至电源正极非静电力做功电动势描述电路中非静电力做功本领

电势差描述电路中静电力做功第10章电动势:取决于电极材料,化学性质电池容量:电池能输出的总电荷量(安培小时),与电极物质数量有关,与体积有关

~~电动势将在电磁感应章节再次相遇~~LemonACB**正极负极电源+_非理想电源：路端电势差电流与电动势同向，小于电动势，放电，电源电流与电动势反向，大于电动势，充电，负载第10章

小测验：1平行板电容器已知S、d，插入厚为d/2的铜板.求C.若插入的是电介质板，求C2：一平行板电容器充电q后断开，面积S,距离d。此时，将一厚度为其一半的金属板放在两极板中间，问下列各量如何变化？电容极板上面电荷极板间电势差UAB极板间电场强度电场的总能量3