资源描述
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,14,章,静电场中的导体和电介质,静电场中的导体,电场中的电介质,电容与电容器,电场的能量,电场 电荷电场 物质,物质电结构的差异决定了它们在静电场中的性质不同,导体电介质,14.1,静电场中的导体,(Conductors in electrostatic field),一,静电感应,静电平衡条件,+,+,+,+,+,+,+,+,+,感应电荷,静电感应：处于外电场中的导体的两侧出现等量异号电荷的现象。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,导体内电场强度,外电场强度,感应电荷电场强度,+,+,+,+,+,+,导体是等势体,静电平衡,条件,：,（,1,）导体内部任何一点处的电场强度为零；,（,2,）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直,.,导体表面是等势面,导体内部电势相等,二 静电平衡时导体上,电荷的分布,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,结论 导体内部无电荷,1,实心导体,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,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 时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷,，,外表面有感应电荷,（,电荷守恒）,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,为表面电荷面密度,作钱币形高斯面,S,3,导体表面电场强度与电荷面密度的关系,表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比,静电平衡时，,孤立导体表面某处的电荷面密度,与该处表面曲率有关，曲率越大（曲率半径越小）的地方电荷密度也越大。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,R,R,R,R,带电导体尖端附近电场最强,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，即,尖端放电,.,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,.,尖端放电现象,尖端放电现象的利与弊,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,尖端放电现象的利用,雷电,雷击草地,分析方法,:,用电荷守恒,用静电平衡条件,用高斯定理,常见导体组,:,*,板状导体组,*球状导体组,无限大的原不带电的导体平板，求导体板两表面,的面电荷密度,.,例,1.,面电荷密度为,的无限大均匀带电平板旁有一,三,.,有导体存在时静电场的分析与计算,E,0,E,2,E,1,0,1,2,解：,设导体两表面的面电荷密度分别为,由电荷守恒有,由导体内场强为零有,则,有,、,(,在未求出结果前，、,均看作正,),思考：例,1,中如果导体板接地，下面结果正确吗,?,0,-,0,/2,0,0,0,0,/2,意味着无穷远处的电荷可以跑到导体上来，导体与无穷远处等势，导体电势为零。,正确结果,0,-,0,0,导体的接地,：,例,2,有一外半径 和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金属球，若使球壳和金属球均带有 的正电荷，问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？,解 根据静电平衡的条件求电荷分布,作,球形高斯面,作,球形高斯面,根据静电平衡条件,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3,求,四,静电屏蔽,(Electrostatic shielding),1,屏蔽外电场,外电场,这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等,.,空腔导体屏蔽外电场,空腔导体可以屏蔽外电场,使腔内物体不受外电场影响,.,接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响,.,接地导体电势为零,2,屏蔽腔内电场,+,+,+,+,+,+,+,+,汽车是个静电屏蔽室,
展开阅读全文