一 静电感应 静电平衡条件 导体的特点：有大量带负电的自由电子和带正电的晶体点阵构成,但若是导体整体不带电,则无论对导体整体或是导体中某一小部分来说,负电荷的总量是相等的,呈电中性

1、静电感应静电感应 静电平衡条件静电平衡条件导体的特点导体的特点：+静电感应现象静电感应现象0e0e+结论结论：导体是等势体：导体是等势体0ee0e静电平衡条件静电平衡条件(1)导体内部任何一点处的电场强度为零导体内部任何一点处的电场强度为零, ,且没有净电荷；且没有净电荷；(3)导体表面处的电场强度的方向导体表面处的电场强度的方向, ,都与导体表面垂直都与导体表面垂直. .(2)感应电荷分布在导体表面感应电荷分布在导体表面；二二 静电平衡时导体静电平衡时导体上电荷的分布上电荷的分布1 1 实心导体实心导体0e+0es0e0iq结论结论: : 净电荷只净电荷只分布在导体表面分布在导体表面静电平衡

2、条件静电平衡条件(1)导体内部任何一点处的电场强度为零导体内部任何一点处的电场强度为零, ,且没有净电荷；且没有净电荷；(3)导体表面处的电场强度的方向导体表面处的电场强度的方向, ,都与导体表面垂直都与导体表面垂直. .(2)感应电荷分布在导体表面感应电荷分布在导体表面；结论结论：导体是等势体：导体是等势体二二 静电平衡时导体静电平衡时导体上电荷的分布上电荷的分布1 1 实心导体实心导体00d1isqse，2 2 有空腔导体有空腔导体 空腔内无电荷空腔内无电荷1s结论结论：电荷分布在外表面：电荷分布在外表面2s00d2isqse，电荷分布在表面电荷分布在表面1 1 实心导体实心导体结论结论:

3、 : 净电荷只分布在导体表面净电荷只分布在导体表面q 空腔内有电荷空腔内有电荷q2s00d1isqse，qq内q1s电荷分布在表面上电荷分布在表面上内内表面上有电荷吗？表面上有电荷吗？00d2isqse， 结论结论 当不带电的导体空腔内有电荷当不带电的导体空腔内有电荷 时时,内表内表面因静电感应出现面因静电感应出现等值异号等值异号的电荷的电荷 ，外表面外表面有感应电荷有感应电荷 （电荷守恒）（电荷守恒）qqq思考：思考： 前面考虑的是由外电场作用下导体电前面考虑的是由外电场作用下导体电荷的分布荷的分布,如果没有外电场，导体上的电荷是如果没有外电场，导体上的电荷是如何分布的？如何分布的？ 讨论：

4、一个孤立导体，带电量为讨论：一个孤立导体，带电量为q，电荷均匀分布，电荷均匀分布在球体表面，球内场强处处为零，其表面附近的在球体表面，球内场强处处为零，其表面附近的场强处处垂直于球面，如果在导体附近放一个点场强处处垂直于球面，如果在导体附近放一个点电荷电荷q，在静电平衡后，下列说法正确的：，在静电平衡后，下列说法正确的：a感应电荷在导体内部激发的场强处处为零感应电荷在导体内部激发的场强处处为零b导体球表面电荷分布不变，电荷导体球表面电荷分布不变，电荷q 在导体内部激在导体内部激发的场强处处为零发的场强处处为零c导体球表面的电荷分布发生变化，电荷导体球表面的电荷分布发生变化，电荷 q 在导体在导

5、体内部激发的场强处处为零内部激发的场强处处为零d感应电荷、电荷感应电荷、电荷q 和和q 在导体内部激发的场强处在导体内部激发的场强处处为零处为零+e 为表面电荷面密度为表面电荷面密度 作钱币形高斯面作钱币形高斯面s s3 3导体表面电场强度与电荷面密度的关系导体表面电场强度与电荷面密度的关系0dsses0sse0e表面电场强度与该表表面电场强度与该表面电荷面密度成正比面电荷面密度成正比0e+注意注意 导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关. .4导体表面电荷量分布特点导体表面电荷量分布特点; 尖端放电现象尖端放电现象e, 0带电导体尖端附近电场最强

6、，可使尖端附近的空气带电导体尖端附近电场最强，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电尖端放电 .尖端放电(电风实验)：+ +尖端放电也有很广泛的尖端放电也有很广泛的应用应用 如如.然而尖然而尖端放电会损耗电能端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产还会干扰精密测量和对通讯产生生危害危害 . 尖端放电现象的尖端放电现象的利利与与弊弊三三 静电屏蔽静电屏蔽 1 1屏蔽外电场屏蔽外电场e外电场外电场 空腔导体可以屏蔽外电场空腔导体可以屏蔽外电场, , 使空腔内物体不受外电使空腔内物体不受外电场影响场影响. .这时这时, ,整个空腔导体和腔

7、内的电势也必处处相等整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等. .e空腔导体屏蔽外电场空腔导体屏蔽外电场q接地空腔导体将使接地空腔导体将使外部空间不受空腔外部空间不受空腔内的电场影响内的电场影响. 问：问：空间各部空间各部分的电场强度如何分的电场强度如何分布分布 ？导体接地会导体接地会使导体的电荷总量使导体的电荷总量变为零吗变为零吗？接地导体电势为零接地导体电势为零q 2 2屏蔽腔内电场屏蔽腔内电场+q1r2r3rqq 例例 有一外半径有一外半径 和内半径和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金的同心金属球，若使球壳和金属球均带有属球，若使球壳和金属球均带有 的

8、正电荷，的正电荷，问问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？ cm101rcm72rcm53rc108q解解 根据静电平衡的条件求电荷分布根据静电平衡的条件求电荷分布)(031rre0s2232d,qserrr作球形高斯面作球形高斯面2s2024rqe1s2sr作球形高斯面作球形高斯面1s1r2r3r)(031rre)(423202rrrrqe根据静电平衡条件根据静电平衡条件)(0213rrre0d0s33iiqse00s412d,4qqserrii)(421204rrrqe3sr4srqqq20dlevo112233dddd43201rrrrrrlelelele)( 031rre)(423202rrrrqe)( 0213rrre)( 421204rrrqev1031. 2)