大学物理 静电场中的导体(1)

1、6.7 静电场中的导体(dot)和电容金属(jnsh)导电电结构特征 导体中原子核做微小的热振动，可视为导体的骨架。外层价电子很容易逃离原子核的束缚而成为自由电子。这些自由电子在导体内做无规则的热运动，为金属原子所共有。没有外电场时，导体中的正负电荷均匀分布，导体呈电中性。没有外电场时，电子将重新分布，从而影响导体的性质。自由电子导体带电-q共二十一页 1.静电感应现象(xinxing)与静电平衡条件+-+-+感应电荷一、 静电场中的导体(dot)共二十一页+6.7 静电场中的导体(dot)和电容共二十一页+导体内电场强度外电场强度感应电荷电场强度6.7 静电场中的导体(dot)和电容共二十一

2、页+ +导体是等势体静电(jngdin)平衡条件（1）导体内部任何一点处的电场强度(qingd)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6.7 静电场中的导体和电容共二十一页 2.静电(jngdin)平衡时导体上电荷的分布+结论 导体内部(nib)无净电荷(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？6.7 静电场中的导体和电容共二十一页若内表面(biomin)带电所以内表面(biomin)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6.7 静电场中的导体和电容共二十一页 空腔(kn

3、 qin)内有电荷电荷分布在表面上内表面(biomin)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）6.7 静电场中的导体和电容共二十一页+ 为表面电荷面密度 作钱币(qinb)形高斯面 S3.导体表面电场强度(qingd)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.6.7 静电场中的导体和电容思考：E由谁产生？共二十一页+定性(dng xng) 面密度与外电场、导体形状以及周围环境有关.4. 影响电荷(dinh)面密度的因素6.7 静电场中的导体和电容共二十一页带电(di din)导体尖端附近电场最强 带电导体

4、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(fng din)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6.7 静电场中的导体和电容二、 平衡的应用共二十一页+尖端放电现象(xinxing)的利用6.7 静电场中的导体和电容共二十一页 1）屏蔽(pngb)外电场外电场 空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势(dinsh)也必处处相等.空腔导体屏蔽外电场 静电屏蔽现象共二十一页 接地空腔导体(dot)将使外部空间不受空腔内的

5、电场影响. 问：空间各部分的电场(din chng)强度如何分布 ？接地导体电势为零 2）屏蔽腔内电场+共二十一页15例1 两平行且面积 S 相等的导电板，其面积比两极板间的距离(jl) d 平方大很多，两板带电量分别为 qA 何 qB 。 求静电平衡时两板各面上的电荷面密度。解 静电(jngdin)平衡时，电荷分布在两板的四个表面上。设电荷密度分别为共二十一页16 两极(lingj)板内任意两点PA、PB的场强为零，有根据(gnj)电荷守恒，有共二十一页17解四个方程(fngchng) 得共二十一页 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

6、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(pnghng)的条件求电荷分布作球形高斯面作球形高斯面4.6 静电场中的导体(dot)和电容共二十一页根据(gnj)静电平衡条件4.6 静电场中的导体(dot)和电容共二十一页4.6 静电场中的导体(dot)和电容共二十一页内容摘要6.7 静电场中的导体和电容。导体中原子核做微小的热振动，可视为导体的骨架。没有外电场时，导体中的正负电荷均匀分布(fnb)，导体呈电中性。没有外电场时，电子将重新分布(fnb)，从而影响导体的性质。（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.。结论 电荷分布(fnb)在外表面上（内表面无电荷）。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