大学物理教案第五版马文蔚061静电场中的导体

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一静电感应与静电平衡,+,+,+,+,+,-,-,静电平衡,-导体中没有电荷做任何定向移动。,+,-,-,-,+,+,+,6-1静电场中的导体,导体静电平衡条件,导体内,任一点,的电场强度为,零,。,+,+,+,+,+,导体外表电场强度方向与导体外表垂直。,+,+,+,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,导体是一等势体，导体外表是一等势面。,证明：设一导体处于静电平衡状态。,a,b,d,c,二静电平衡时导体上电荷的分布,1实心导体,电荷只分布在导体外表。,-,+,-,+,+,-,S,证明：在导体内作一高斯面S,=0,S,可以任意做高斯面，故内部无电荷,2空腔导体,A腔内无带电体,特点：,1空腔内外表没有电荷，,电荷只分布在外外表。,2空腔内部也没有电场，,为一等势空间。,+,+,-,-,-,+,实验验证：,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,B腔内有带电体设内部电荷为q，空腔导体原来带电Q,结论：静电平衡时，导体内表,面带电-q，外外表带电q+Q。,证明：,作高斯面S,+,q,+,q,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,由电荷守恒,可得外外表,导体,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,3)导体外表场强与该处电荷面密度成正比。,紧贴外表作一圆柱形高斯面。,带来一个现象-尖端放电,“电风,焊接：,+,+,+,+,+,+,+,一般情况下， 导体外表曲率较大,的地方， 电荷密度也较大。,+,+,+,+,+,+,+,+,Q,三静电屏蔽,咯咯嚓嚓,+,+,+,+,+,+,+,+,Q,+,+,+,实验：,+,解释：,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,Q,+,+,实际中大量应用：,1测试用的屏蔽室,2无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压,带电作业中的均压服。,3变压器中的屏蔽层。,初级,次级,例1点电荷q离中性导体球球心的距离为r,球半径为R，求球内P点的 V、E 和球感应电荷q,q,+,r,P,R,解：,球心O处,q,+,2在一接地导体球附近，点电荷q离球心的距离为L，,球半径为R，求导体球上的感应电荷的电量。,解：设导体上感应电荷为q,R,o,A,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,q,+,L,例3无限大的导体平板A、B，间距为d，板面为S。,带电QA、QB忽略边缘求电荷面密度及电场强度分布。,解：设四个表面电荷面,密度分别为：,4,3、,2、,1、,1,2,3,4,Q,B,Q,A,每一点的场强由四个面,的场强叠加而成,1,2,3,4,Q,B,Q,A,a,b,解以上四式得,电荷守恒,X,L,M,R,假设QA=-QB0,这时电场只集中在两板间。,1,2,3,4,Q,B,Q,A,X,3,2,例4、在带电量为 、半径为R,1,的导体球壳外，同心放置,一个内外半径为R,2,、R,3,的金属球壳。,1、求外球壳上电荷及电势分布；,2、把外球壳接地后再绝缘，求外球壳上的电荷分布,及电势分布；,解 作高斯面可知：,1、求电势分布：,用叠加原理,2、外球接地后再绝缘：,电势分布：,