43电场和磁场与物质的相互作用wd解读

4.3电场和磁场与物质的相互作用静电场中的导体无外电场时4.3.11导体的静电感应过程加上外电场后E外2导体的静电感应过程加上外电场后E外+3导体的静电感应过程加上外电场后E外++4导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++5导体的静电感应过程加上外电场后E外+++6导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++7导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++8导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++++9导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++10导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++++11导体的静电感应过程+加上外电场后E外+++++++++12导体的静电感应过程+加上外电场后E外+++++++++13++++++++++导体到达静平衡E外E感感应电荷感应电荷14⑴导体内部任意点的场强为零。⑵导体外表四周的场强方向处处与外表垂直。等势体等势面导体内导体外表处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度处处为零，整个导体是个等势体。静电平衡条件15处于静电平衡状态的导体的性质：1、导体是等势体，导体外表是等势面。2、导体内部处处没有未被抵消的净电荷，净电荷只分布在导体的外表上。3、导体以外，靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度的关系为具体说明如下16金属球放入前电场为一均匀场1、导体外表四周的场强方向处处与外表垂直。17金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++182、导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体外表上。++++++++++++++++++++++++++++++++19静电场中的孤立导体上电荷面密度的大小与该处外表的曲率有关:3、导体外表上的电荷分布曲率较大，外表尖而凸出局部，电荷面密度较大曲率较小，外表比较平坦局部，电荷面密度较小曲率为负，外表凹进去的局部，电荷面密度最小20导线证明:即用导线连接两导体球则214、导体外部近外表处场强方向与该处导体外表垂直，大小与该处导体外表电荷面密度e成正比。外表四周作圆柱形高斯面尖端放电尖端场强特殊强，足以使四周空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。——形成“电风”22二、静电屏蔽1、空腔内无带电体的状况腔体内外表不带电量，腔体外外表所带的电量为带电体所带总电量。导体上电荷面密度的大小与该处外表的曲率有关。23腔体内外表所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外外表所带的电量由电荷守恒定律打算。未引入q1时放入q1后2、空腔内有带电体+243、静电屏蔽接地封闭导体壳〔或金属丝网〕外部的场不受壳内电荷的影响。封闭导体壳〔不管接地与否〕内部的电场不受外电场的影响；++++25

有极分子：分子正负电荷中心不重合。无极分子：分子正负电荷中心重合；电介质CH+H+H+H+正负电荷中心重合甲烷分子+正电荷中心负电荷中心H++HO水分子——分子电偶极矩一、电介质的极化4.3.2静电场中的电介质26

1.无极分子的位移极化无外电场时加上外电场后+++++++极化电荷极化电荷272.有极分子的转向极化+++++++++++++++++++++++++++无外电场时电矩取向不同两端面出现极化电荷层转向外电场加上外场28无限大均匀电介质中充满电场空间的各向同性均匀电介质内部的场强大小等于真空中场强的倍，方向与真空中场强方向一致。介质中的场极化电荷的场自由电荷的场二、电介质中的电场29三、有电介质时的高斯定理自由电荷极化电荷定义：电位移矢量真空中介质中自由电荷30介质中的高斯定理自由电荷通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。电位移线大小:方向:切线线线31例1.:导体板介质求：介质内的32电容器——导体组合，使之不受四周导体的影响电容器电容：电容器任一极板所带电量确实定值q与两极板间相应的电压uA-uB的比值。1、电容器及电容、电容器、电场能量33电容器电容的计算平行板电容器：S、d、0设A、B分别带电+q、-qA、B间场强分布电势差由定义争论与有关；插入介质34球形电容器已知设+q、-q场强分布电势差由定义争论——孤立导体的电容35圆柱形电容器已知：设

场强分布电势差由定义36将真空电容器布满某种电介质电介质的电容率〔介电常数〕平行板电容器电介质的相对电容率（相对介电常数）同心球型电容器同轴圆柱型电容器37电容器的串联电容器的串并联38例1.已知:导体板介质求:各介质内的解:设两介质中的分别为由高斯定理由得39场强分布电势差电容例2.平行板电容器。d1、r1、d2、r2、S求:电容C解:设两板带电

40例3.已知:导体球介质求:1.球外任一点的2.导体球的电势解:过P点作高斯面得电势41开关倒向a,电容器充电。开关倒向b,电容器放电。灯泡发光

电容器释放能量电源供给计算电容器带有电量Q，相应电势差为U时所具有的能量。2、电容器的储能42任一时刻终了时刻外力做功电容器的电能43电场能量体密度——描述电场中能量分布状况三、静电场的能量电场存在的空间体积44推广：对任一电场，电场强度非均匀45例：计算球形电容器的能量RA、RB、q解：场强分布取体积元能量46课堂争论比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。471、磁介质的分类

磁介质磁介质——能与磁场产生相互作用的物质磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化〔1〕顺磁质〔3〕铁磁质〔2〕抗磁质〔4〕超导体根据的大小和方向可将磁介质分为四大类附加磁场磁导率——描述不同磁介质磁化后对外原磁场的影响48利用安培环路定理求...............2、介质中磁场的根本规律：真空中长直螺线管，I、n(单位长度导线匝数)假设在长直螺线管内布满某种均匀磁介质49定义磁场强度在稳恒磁场中，磁场强度矢量沿任一闭合路径的线积分〔即环流〕等于包围在环路内各传导电流的代数和，而与磁化电流无关。单位：安培/米(A/m)同样，无限大均匀磁介质中——磁介质中的安培环路定理50例1一环形螺线管，管内布满磁导率为μ，相对磁导率为μr的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为n。求：环内的磁场强度和磁感应强度解：51例2一无限长载流圆柱体，通有电流I，设电流I均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为μ，柱外为真空。求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。解：IR52在分界面上H

连续,B不连续IR533.有剩磁、磁饱和及磁滞现象。铁磁质的特性2.有很大的磁导率。放入线圈中时可以使磁场增加102~104倍。4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。3、铁磁质磁导率μ不是一个常量，它的值不仅决定于原线圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史;B

和H

不是线性关系。54初始磁化曲线.......矫顽力饱和磁感应强度磁滞回线剩磁磁滞回线55铁磁质的分类及其应用软磁材料可作变压器纯铁，硅钢、坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。r大，易磁化、易退磁〔起始磁化率大〕。饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞回线的面积窄而长，损耗小〔HdB面积小〕。还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。(1)软磁材料56(2)硬磁材料——作永久磁铁钨钢，碳钢，铝镍钴合金(3)矩磁材料