第6章静电场中的导体

练习导体球（半径R1）和导体球壳（半径R2和R3），导体球电量q、球壳电量-q，求电势分布。R3R2R1q-q第6章静电场中的导体电容导体

导电性能很好的材料电介质（绝缘体）

导电性能很差的材料半导体

导电性能介于导体和-

绝缘体之间的材料（各种金属、电解质溶液）（云母、胶木等）静电场导体、电介质相互作用相互影响●

重点导体的静电平衡性质空腔导体及静电屏蔽电容、电容器难点导体静电平衡下电场强度矢量、电势和电荷分布的计算§6-1静电场中的导体（金属导体）一、静电感应与静电平衡1、导体的特点Ⅰ其内部存在着自由电荷,受电场作用可以移动.Ⅱ均匀导体：质料均匀、温度均匀.2、静电平衡静电感应EE外E感+==内02、静电平衡静电平衡

:

导体中电荷没有定向移动，电场分布不随时间发生变化(稳定状态)Ⅲ导体静电平衡条件：⑴导体内部任意点的场强为零。⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。E:U：？

达到静电平衡的导体为等势体，导体的表面为等势面等势体等势面导体内导体表面证明：U：金属球放入前电场为一均匀场E金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++E二、静电平衡时导体上的电荷分布qE三种情况1实心导体2空腔导体（腔内无带电体）3.空腔导体（腔内有带电体）1.实心导体★★在导体达到静电平衡时，体内无电荷（ρe=0），电荷只分布在导体表面.++++++++++++++++P证明：作高斯面S球面外侧的电场强度？任意形状的导体表面之外附近空间的场强证明：与该处导体表面的面电荷密度σ有关系2.空腔导体（腔内无带电体）静电平衡时，导体内场强处处为零，导体为等势体，导体内表面处处无电荷，电荷只能分布在外表面上。++++++++++++++++证明：体内任取高斯面3.空腔导体（腔内有带电体）腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。q2q放入后1q1+qq+12q14静电屏蔽++++举例屏蔽线金属网当导体接地时，空腔内各点相对地的电势不再变化，腔外电场也不受腔内电场影响外部屏蔽：法拉第笼

高压静电屏蔽原理，外电作用下接近电场的部位产生感应电荷，感应电荷电场与外电场在球壳内部的电场始终为零，由于笼子接地，因此电势为零。高压电极和笼壳外部放电时，人站在笼中始终处于E=0状态，因此无论人在笼中的什么动作，包括能摸笼子壳高压放电部位时，绝对安全

孩子勇敢地走进5万伏高压电笼，感受“电磁屏蔽”实验

导线即：用导线连接两导体球，两个小球，电荷应怎样分布？表面上愈尖锐处电荷密度越大。等势体静电平衡下的孤立导体，其表面某处面电荷密度σ与该表面曲率有关，曲率越大的地方，电荷密度σ也越大。尖端放电

对于有尖端的带电导体，尖端处电荷面密度大，则导体表面邻近处场强也特别大。当场强超过空气的击穿场强时，就会产生空气被电离的放电现象，称为尖端放电。例1

放入导体板B已知：导体板A：S，Q>0;求：①A、B上的电荷分布及空间的电场分布;解：由静电平衡条件可知：板:由电荷守恒定律：板:解方程得:电荷分布ab++++++++++++----场强分布：两板之间：板左侧：板右侧：导体表面附近处的场强为：场强分布也可以由迭加法求得。

将B板接地，求电荷及场强分布点：点：板接地时：电荷分布

场强分布两板之间两板之外§6-2电容与电容器一、孤立导体的电容

设真空中有一孤立导体球（离其他导体足够远），半径为R，带电量为Q，选无限远为电势零点，则导体球的电势为孤立导体的电容只与导体本身的形状、大小有关；与是否带电无关；单位（SI）：孤立导体球的电容为

电容C是反映导体容电能力的物理量。用单位电势差容纳的电量来表征。二、电容器的电容（1）q为一个极板所带电量的绝对值，为两极板板间电势差。电容器:由两个导体组成,他们可以将电场集中在两者之间,不受外界导体或其他带电体影响,因而有一定的电势差.电容器的电容（2）C是描述电容器储电本领的物理量，符号为

固定电容器可变电容器（3）C取决于电容器两板的形状、大小、相对位置及中间电介质的种类和分布情况。B（a）(b)(c)(d)几种常见形状的电容器1.平行板电容器已知：设、分别带电、间场强分布电势差由定义与有关；２.球形电容器已知设场强分布电势差