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电场强度与电势的关系
2
一、等势面
1.定义: 电场中电势相同的各点组成的曲面
画法：规定相邻等势面之间的电势差为常数。
5V
15V
20V
等势面
电场线
电偶极子的等势面
电场强度与电势的关系
例: 求一均匀带电同心球面的电势分布。半径为R1和R2,
所带电荷为q1和q2。
o
R2
R1
q1
q2
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
解：均匀带电球面的电势分布
4
2.等势面的性质
(1) 在任何静电场中，等势面与电场线处处正交
(2) 电场线总是指向电势降低的方向
沿电力线移动 +q
5
B
电容器及其电容
1.电容器的电容
电容器: 具有静电屏蔽作用的导体A与导体壳B所组成的导体系。
A
实际中,严格满足电容器要求的不多,一般都是忽略边缘效应的近似.
定义：电容器带电量与其电压之比
6
(1) 平行板电容器:
s
s
-
d
A
B
忽略边缘效应
则极板间的电势差为
平行板电容器的电容
( )
(2) 球形电容器:
R1
+Q
-Q
R2
a
b
( )
8
2.介质对电容器电容的影响:
当均匀介质、均匀充满时
使电容值扩大：
按形状：柱型、球型、平行板电容器
按型式：固定、可变、半可变电容器
按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等
3 电容器的分类
9
带电系统的能量
对于电量为Q的带电体A，把微小电量dq从无穷远处移到A上
q
dq
外界克服电场力做的功增加了带电体A的能量
电容器在充电过程中，U和 q 是不断变化的。
dq
U
q
-q
10
外力(电源)功变为电容器所储的电能
这个结论对所有电容器都成立。
二、电场能量
以平行板电容器为例
11
电场能量密度
上式可以推广到
任意分布的电场
由电场能量密度求电场能
12
比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。

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