静电平衡时导体上的电荷分布规律

1、精选ppt112.2 静电平衡时导体上的电荷分布规律静电平衡时导体上的电荷分布规律一一. .导体静电平衡时电荷分布在表面导体静电平衡时电荷分布在表面静电平衡导体的内部处处不带电静电平衡导体的内部处处不带电证明：在导体内任取体积元证明：在导体内任取体积元dV1.实心导体实心导体 内内=0S 01 dd0 SVEsV内内， S 是任意的是任意的则必有则必有 内内 = 0。 0 E 内，dV由高斯定理由高斯定理令令S 0，精选ppt22. 有空腔且空腔中无电荷有空腔且空腔中无电荷, 证明电荷只分布在外表面证明电荷只分布在外表面在导体中包围空腔选取高斯面在导体中包围空腔选取高斯面S ， 外外S内内S

2、内内= 0E内内= 00SEds导内0 Sds内内，若若 内内 0，则，则 内内必有正负必有正负 E线从正电荷到负电荷线从正电荷到负电荷与导体静电平衡矛盾与导体静电平衡矛盾只能只能 内内 =0=0，精选ppt3 外外q内表内表E 内内q 0 0 外外可不为可不为0 Sqdsq 内表内 =-qS导体导体空腔且空腔中有电荷空腔且空腔中有电荷 则在内外表面都有电荷分布，内表面电荷与则在内外表面都有电荷分布，内表面电荷与 q 等值异号。等值异号。在导体中包围空腔选取高斯面在导体中包围空腔选取高斯面S ，(0SEdsqq导内内表）在导体外包围空腔选取高斯面在导体外包围空腔选取高斯面S ，且导体不接地且导

3、体不接地(SSE dsEEdsqqqq导外导内内表外表）qq外表精选ppt4 P P 是导体外紧靠导体表面的一点是导体外紧靠导体表面的一点, ,二、静电平衡导体表面附近的电场强度二、静电平衡导体表面附近的电场强度 与导体表面电荷的关系与导体表面电荷的关系( , , )Ex y z表SE dSddSSSEdSE dS表0/ESS 表0表E0En表根据高斯定理根据高斯定理: :( , , )x y z设导体表面某处电荷面密度为设导体表面某处电荷面密度为该处的电场强度为该处的电场强度为导体导体dsPS导体表面导体表面0E 内侧面侧面()0SdS n外法线方向外法线方向 是小柱体内电荷的贡献还是小柱体

4、内电荷的贡献还是导体表是导体表面全部电荷面全部电荷的贡献？的贡献？E表思考思考精选ppt5+1/cr 孤立孤立导体导体导体球导体球孤立带电孤立带电四、四、 静电屏蔽静电屏蔽( (腔内、腔外的场互不影响腔内、腔外的场互不影响) )腔内腔内腔外腔外内表面内表面外表面外表面导体导体由实验可得以下定性的结论：由实验可得以下定性的结论： CBAABC三、处于静电平衡的孤立带电导体电荷分布三、处于静电平衡的孤立带电导体电荷分布 在表面凸出的尖锐部分在表面凸出的尖锐部分(曲率是正值且较大曲率是正值且较大)电荷面电荷面密度较大；在比较平坦部分密度较大；在比较平坦部分(曲率较小曲率较小)电荷面密度电荷面密度较小

5、；在表面凹进部分带电面密度最小较小；在表面凹进部分带电面密度最小精选ppt6尖端放电：尖端放电： 带电的尖端电场强，使附近的空气电离，产生放电。带电的尖端电场强，使附近的空气电离，产生放电。精选ppt7俘获闪电：俘获闪电：激光束引起空气电离，使闪电改道激光束引起空气电离，使闪电改道Z Z形通道形通道被迫冲被迫冲向云层向云层精选ppt8荧光质荧光质导电膜导电膜 + 高压高压eH场离子显微镜场离子显微镜金属尖端的强电场的应用一例金属尖端的强电场的应用一例接真空泵或接真空泵或充氦气设备充氦气设备金属金属尖端尖端接地接地原理：原理： 样品制成针尖形状，样品制成针尖形状， 针尖与荧光膜之间加高压，针尖与荧光膜之间加高压， 样品附近极强的电场使吸附样品附近极强的电场使吸附在表面的在表面的 原子电离，氦离子沿电力线原子电离，氦离子沿电力线运动，运动， 撞