9-6 静电场中的导体(精品)

*,第九章 静电场中的导体和电介质,9-6,静电场中的导体,*,第九章 静电场中的导体和电介质,+,+,+,+,+,+,+,+,+,感应电荷,一 静电平衡条件,1,静电感应,+,1,+,+,+,+,+,+,+,+,2,静电平衡,2,静电平衡条件：,（,1,）,导体内部任何一点处的电场强度为零；,（,2,）,导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直,.,3,+,+,+,+,+,+,导体表面为等势面,推论：,导体为等势体,导体内各点电势相等,4,二 静电平衡时导体上电荷的分布,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,结论：,导体内部无净电荷，,电荷只分布在,导体,表面,.,1,实心导体,高斯面,实心带电导体,5,作,扁圆柱形高斯面,2,导体表面附近场强与电荷面密度的关系,+,+,+,+,+,+,+,S,6,3,导体表面电荷分布规律,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,7,带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象,尖端放电现象,8,9,避雷针必须可靠接地,带电云,+,+,+,+,+,+,+,10,空腔内无电荷时,电荷分布在表面,内表面？,外表面？,空腔带电导体,高斯面,三 空腔导体,11,若内表面带电，必等量异号,结论：,空腔内无电荷时，,电荷分布在外表面,内表面无电荷,.,与导体是等势体矛盾,高斯面,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,空腔带电导体,12,空腔内有电荷时,结论,:,空腔内有电荷,+,q,时，空腔内表面有感,应电荷,-,q,，,外表面有感应电荷,+,q,+,高斯面,q,q,-q,空腔导体,13,四 静电屏蔽,1,屏蔽外电场,用空腔导体屏蔽外电场,2,屏蔽内电场,+,+,+,+,+,+,+,+,接地空腔导体屏蔽内电场,14,3,场致发射显微镜,右图是场致发射显微镜的原理图。在真空玻璃泡内充以少量氦气并在中心放置被测试金属针，泡的内壁涂敷荧光导电膜。若在金属针与荧光导电膜之间有很大的电势差，泡内上部空间会产生辐射状的电场。氦分子在尖端处被电离成氦离子并沿辐射状电场线射向荧光导电膜。于是就在膜上产生一个荧光点，它就是该氦离子与金属尖端相碰的那个金属原子的“像”。利用荧光膜上的光点将描绘出金属针尖端表面的原子分布图像。,15,4,范德格拉夫静电高压起电机,这种起电机是利用导体空腔所带电荷总是分布在外表面的原理做成的。右图是范德格拉夫静电高压起电机的示意图，起电机工作时,A,的电势可达,2,10,6,V,。这种装置是静电加速器的关键部件，主要用于加速带电粒子以进行核反应实验，也用于离子注入技术以制备半导体器件。,16,例,有一外半径,R,1,=10 cm,，,内半径,R,2,=7 cm,的金属球壳，在球壳中,放一半径,R,3,=5 cm,的同心,金属球，若使球壳和球,均带有,q,=10,-8,C,的正电,荷，,问,两球体上的电荷,如何分布？球心电势为,多少？,17,解,作,球形高斯面,作,球形高斯面,18,球体上的电荷分布如图（球壳内表面带 ，外表面带 ）,19,20,R,1,=10 cm,，,R,2,=7 cm,R,3,=5 cm,，,q,=10,-8,C,21,如图所示,导体球附近有一点电荷,q,。,解,接地 即,由导体是个等势体,O,点的电势为0 则,接地后导体上感应电荷的电量,设感应电量为,Q,0,？,例,求,22,两球半径分别为,R,1,、,R,2,，,带电量,q,1,、,q,2,，,设两球相距很远，当用导线将彼此连接时，电荷将如何 分布？,解,设用,导线连接后，两球带,电量为,R,2,R,1,如果两球相距较近，结果怎样？,例,思考,23,