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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,*,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,*,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,*,第,9,章 静电场中的导体,1,教学基本要求,本章主要内容,9.1,静电场中的导体,9.2,有导体存在时静电场的分析与计算,掌握,导体静电平衡的条件，,能计算,静电平衡,时简单导体的电荷分布和场强、电势分布。,2,9.1,静电场中的导体,一、导体的静电平衡,二、,静电平衡时导体上电荷的分布,三、静电屏蔽,3,一、导体的静电平衡,1,、静电感应,：导体在外电场中，其上的电荷重新分布，,局部呈带电状态,的现象。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,感应电荷,4,导体的静电平衡条件,2,、静电平衡,：导体内部和表面上任何一部分都没有,宏观电荷运动,，此时导体处于,静电平衡状态,。,1,、导体内部的场强处处为零（内部电子无运动）。,2,、导体表面附近紧贴导体外侧处的场强方向垂直表面（沿表面电子无运动）。,5,二、静电平衡时导体上电荷的分布,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,1.,在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体的表面，导体内部没有净电荷。,结论：,导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面。,（,1,）,带电的实心导体,实验：,一种极酷的发型！,6,（,2,）有空腔导体,空腔内无电荷,电荷分布在表面上,内表面上有电荷吗？,若内表面带电,所以内表面,不,带电,+,+,-,-,结论：,电荷分布在外表面上（内表面无电荷）,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,矛盾,导体是等势体,则正、负电荷应等值,7,空腔内有电荷,电荷分布在表面上,内表面上有电荷吗？,结论：,当空腔内有电荷,+,q,时,内表面因静电感应，出现等值异号的电荷,-,q,，,外表面有感应电荷,+,q,（电荷守恒）,8,2.,处于静电平衡的导体，其表面上各处的面电荷密度与当地表面附近的电场,强度的大小成正比,紧贴导体表面做一高斯面,表面电场强度,的大小与该,表面电荷面密度,成,正比,。,9,孤立,导体,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,导体球,孤立带电,在表面凸出的尖锐部分电荷面密度较大，在比较平坦部分电荷面密度较小，在表面凹进部分电荷面密度最小。,A,B,C,3.,处于静电平衡的孤立导体，其表面各处的,面电荷密度,与各处,表面的曲率,有关，曲率越大的地方，面电荷密度也越大。,尖端放电,(,尖端上电荷过多时,),尖端放电会损耗电能,还会干扰精密测量和对通讯产生危害；然而尖端放电也有很广泛的应用。,10,雷击尖端,11,1,、,屏蔽外电场,空腔导体屏蔽外电场,三、静电屏蔽,(,腔内、腔外的电场互不影响,),2,、,屏蔽腔内电场,接地空腔导体使外部空间不受空腔内的电场影响。,接地导体电势为零,腔内,腔外,内表面,外表面,导体,应 用,12,课堂讨论,13,例,9.1,点电荷,+,q,处在导体球壳的中心，壳的内外半径分别为,R,1,和,R,2,，,求电场强度和电势的分布。,解：,球壳内表面感应,-,q,，,外表面,+,q,9.2,有导体存在时静电场的分析与计算,14,用电势叠加可以得到相同的结果。,15,例,9.2,金属球,A,与金属球壳,B,同心放置,求,:(1),电量分布,已知：球,A,半径为 ，,带电为,金属壳,B,内外半径分别为,带电为,(2),球,A,和壳,B,的电势,16,解：（,1,）,等效：在真空中三个均匀带电的球面。,由叠加原理，,球,A,：相当于一个带电量为,均匀带电的球面,球,B,：,（,2,）,17,例,9.3,在上题中，,(1),用导线把球和壳连接在一起后，球和壳的电势分别是多少？,(2),在上题中，如果,外球壳接地,，球和壳的电势分别是多少？,若,外球壳与地断开后，,再将 球接地，,球和壳的电势又分别是多少？,解：,(1),当球和壳接触后，球上的电荷全部移至外球壳，,两者成为一等势体,。,18,(2),若壳接地，则 ，但是壳上的电荷不等于零。由高斯定理可证：,等效,：在真空中两个均匀带电的球面。,由叠加原理得,:,19,设,球,上的电量为,根据孤立导体电荷守恒,球接地后，,由高斯定理可证：,(,新教材,P287,例,9.2,旧教材,P100,例,4.2 ),20,例,9.4,证明：两平行放置的无限大带电的平行平面金属板,A,和,B,相向的两面上电荷面密度大小相等，符号相反，相背的两面上电荷面密度大小相等，符号相同。,证明：,q,A,q,B,21,求,：,导体上感应电荷的电量。,解,:,接地，即,由于导体是个等势体,O,点的电势为0,，,设：感应电量为,Q,，,则,例,9.5,接地导体球附近有一点电荷，如图所示。,22,1.,静电平衡的条件,2.,基本性质方程,3.,电荷守恒定律,4.,确定电荷分布，然后求解,有导体存在时静电场的计算方法,23,完成作业：,2.2-1,，,2.2-2,2.2-24,，,2.2-25,谢 谢 大 家,水 滴 石 穿！,24,
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