2020年高中物理竞赛（基础篇）—电磁学 第二章 静电场中的导体和电介质 (共72张PPT)

2020高中物理竞赛 电磁学 第二章 静电场中的导体和电介质 第二章 静电场中的导体和电介质 §2.1 物质的电性质 §2.2 静电场中的导体 §2.3 电容和电容器 §2.4 静电场中的电介质 §2.5 电介质中静电场的基本定理 §2.6 边值关系和有介质存在时的唯一性定理 §2.1 物质的电性质 1、 导体、绝缘体与半导体 2、 物质的电结构 §2.1.1 导体、绝缘体与半导体 1、根据导电能力的强弱，通常把物质分为三类： 导体 电荷很容易在其中移动的物质。 电阻率范围：10-8Ωm ～10－5Ωm 绝缘体 转移和传导电荷能力很差的物质。 电阻率范围：106 Ωm ～1018Ωm 半导体 介于这两者之间的物质。 电阻率范围：10－6Ωm ～106Ωm 2、等离子体和超导体 部分或完全电离的气体，由大量自由电子和正离子以及中性原子、分子组成的电中性物质系统。 是有序态最差的聚集态。 是宇宙物质存在的主要形态，宇宙中99.9%的物质是等离子体。 超导体 处于电阻为零（10－28 Ωm）的超导状态的物体。 图2.1 北极光 图2.2太阳风 图2.3宇宙中的星云 图2.4 中科院合肥等离子研究所的超导托卡马克HT－7U装置 图2.5 超导体的发现者荷兰物理学家默林-昂纳斯 §2.1.2 物质的电结构 导体中存在大量的“自由电荷”（载流子） 绝缘体中有大量的“束缚电荷”，几乎没有载流子。 半导体中的载流子主要是杂质电离出来的电子和空穴。 超导体中的超导电子，实际上是电子对（库珀对） §2.2 静电场中的导体 1、 静电平衡与静电平衡条件 2、 静电平衡导体上的电荷分布 3、 导体壳与唯一性定理 §2.2.1 静电平衡与静电平衡条件 静电平衡 当带电系统的电荷分布状态稳定不变，从而其电场分布也不随时间变化时，称该带电系统达到了静电平衡。 均匀导体的静电平衡条件 导体内的场强处处为零。 “均匀”是指质料均匀，温度均匀。 推断其电场分布特点 （1）导体是个等势体，导体表面是个等势面 （2）靠近导体表面外侧处的场强处处与表面垂直 §2.2.2 静电平衡导体上的电荷分布特点 （1）体内无电荷，电荷只分布在导体表面； （2）导体表面的面电荷