電解質(zhì)物理精品課件

1、電解質(zhì)物理1第1頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)大小孤立導(dǎo)體的電荷分布電荷面密度與導(dǎo)體表面的曲率半徑成反比。二、電介質(zhì)的極化無極分子的極化位移極化有極分子的極化轉(zhuǎn)向極化有介質(zhì)存在時(shí)的電場三、介質(zhì)中的高斯定理求D求E2第2頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五問：導(dǎo)體圓球內(nèi)的電場分布問：介質(zhì)內(nèi)的電場分布平行板電容器內(nèi)場強(qiáng)3第3頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五8.6 電容 電容器一、孤立導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體：附近沒有其他導(dǎo)體和帶電體單位：法拉（F）、微法拉（F）、皮法拉（pF）孤立導(dǎo)體的電容電容使導(dǎo)體升高

2、單位電勢所需的電量。4第4頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五 （1） C 反映導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與導(dǎo)體的幾何尺寸及形狀有關(guān)，與導(dǎo)體是否帶電無關(guān)。導(dǎo)體每升高單位電勢所需要的電量物理意義：例如:把地球看成是孤立導(dǎo)體（地球半徑為 6.4106 m）（2）5第5頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五1、電容器的電容導(dǎo)體組合,使之不受周圍導(dǎo)體的影響 電容器電容器的電容：當(dāng)電容器的兩極板分別帶有等值異號(hào)電荷q時(shí)，電量q與兩極板間相應(yīng)的電勢差uA-uB的比值。二、電容器及電容q為一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值單位電勢差容納電荷的能力將極板移至無窮遠(yuǎn)，則 ， 則公式 即為孤立導(dǎo)體

3、的電容。6第6頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五2.電容器電容的計(jì)算方法1. 設(shè)電容器兩極板分別帶電+ q和 -q2. 確定極板間的場強(qiáng)3. 計(jì)算兩板間的電勢差4. 由電容定義計(jì)算電容7第7頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五說明：1. 電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力。只與自身結(jié) 構(gòu)有關(guān)（大小、形狀、相對(duì)位置、導(dǎo)體間的介質(zhì)）。 與其帶電與否無關(guān)。2. 電容器分球形電容器、柱形電容器和平行板電容器 三種。電容器的表示方法： 電容器由兩極板間的電介質(zhì)的不同，分為云母電容器、陶瓷電容器、紙質(zhì)電容器、電解電容器 從功能上又分為可調(diào)電容器和固定電容器。電容器的

4、性能指標(biāo)：(1). 電容值；(2). 耐壓值。如：3. 電容器的電容和孤立導(dǎo)體電容計(jì)算公式一致。對(duì)孤立導(dǎo)體的電容，可看成與地 球構(gòu)成的電容器。（U地=0）8第8頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五兩板間場強(qiáng)兩板間電勢差電容C 與 q 無關(guān)例1：求平行板電容器的電容解：給兩極板分別帶電+ q和 -q 9第9頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五例2：求球形電容器的電容解：由介質(zhì)中的高斯定律求兩板間場強(qiáng)兩極板間的電勢差給兩極板分別帶電+ q和 -q 由電容定義C與 q 無關(guān)。10第10頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五例3：求圓柱形電容器

5、的電容解：設(shè)兩柱面帶電分別為 + 和 -兩柱面間的電勢差由電容定義求電容11第11頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五方向相同均指向 x 正方向?qū)Ь€半徑 r，相距 d周圍充滿電介質(zhì)單位長度帶電例4 、導(dǎo)線間的分布電容12第12頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五 設(shè)計(jì)電路板時(shí)，為了減小導(dǎo)線間的分布電容，導(dǎo)線應(yīng)盡量細(xì)、導(dǎo)線間距盡量遠(yuǎn)。單位長度的電容：一般在 pF 量級(jí)分布電容13第13頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五由公式工程技術(shù)上需要增大 Q方法(1)、增加電容擊穿，介質(zhì)擊穿 方法(2)、增加 C 由平行板電容器電容器的耐壓和容量

6、不能同時(shí)滿足。工程采用多個(gè)電容器的聯(lián)接方式來滿足不同的需求。三、電容器的連接體積大耐低壓材料貴14第14頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五1. 電容器串聯(lián)由有總電容量減小，電容耐壓程度提高特點(diǎn)：15第15頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五2. 電容器并聯(lián)由有特點(diǎn)：總電容增大，耐壓性不變。16第16頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五四、 電場能量1. 帶電體的能量逐漸積累(3) 當(dāng)t 時(shí)刻，帶電體帶電為 q電勢為U把dq從無限遠(yuǎn)移到帶電體上(4) 在帶電體的電量由0-Q整個(gè)過程中,外力作的總功(1) 移動(dòng)第一個(gè)dq外力不作功(2)

7、 移動(dòng)第二個(gè)dq靜電力為保守力外力做功等于電勢能的增量17第17頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五2. 電容器的能量此結(jié)果雖然從平行板電容器得出，但適應(yīng)任何電容器。+q-q18第18頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五(2)電場的能量密度3. 電場的能量(1) 電場能量與場強(qiáng)的關(guān)系19第19頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五(3) 非勻強(qiáng)電場能量求法 a: 任取體積元dV b: 計(jì)算dV內(nèi)能量 c: 計(jì)算總能量20第20頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五rdr真空中帶電金屬球殼的電場能量例1已知：球形帶電體，

8、半徑R ，帶電Q解：21第21頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五求：電場能量由電場能量求電容，是求電容的另一種方法。球形電容器 介質(zhì) 帶電如圖：比較可得例200解：先求E22第22頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五課堂討論比較均勻帶電球面和均勻帶電球體所儲(chǔ)存的能量。23第23頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五練習(xí).平行板電容器 已知 :S、d插入厚為t的銅板求： C 24第24頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五設(shè)q場強(qiáng)分布電勢差銅板由于靜電平衡板內(nèi)其它位置25第25頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五例. 已知:導(dǎo)體板介質(zhì)求:各介質(zhì)內(nèi)的解:設(shè)兩介質(zhì)中的 分別為由高斯定理由得26第26頁，共28頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)38分，星期五一、孤立導(dǎo)體的電容二、電容器的