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文档简介
静电屏蔽(ElectrostaticShielding)
静电屏蔽(ElectrostaticShielding)一、空腔导体可以屏蔽外电场(外电场进不去)++++++++++++++---二、接地的空腔导体可以屏蔽内电场(内电场出不来)。+--------+--------++++++++由电荷守恒定律可知:选如图高斯面,电通量为零。板内任一点P的场强是4个带电平面的电场的叠加,并且为零,所以σ1σ2σ3σ4QSP板内电场为零,选如图高斯面即:联立求解可得:电场的分布为:在Ⅰ区,在Ⅱ区,在Ⅲ区,方向向左方向向右方向向右ⅠEⅡEⅢEⅠⅡⅢⅠⅡⅢσ1σ2σ3σ4QS(2)如果把第二块金属板接地,其右表面上的电荷就会分散到地球表面上(和曲率成正比),所以第一块金属板上的电荷守恒仍给出由高斯定理仍可得金属板内P点的场强为零,所以联立求解可得:电场的分布为:ⅠE=0,ⅡE,ⅢE=0ⅡⅠⅡⅢσ1σ2σ3σ4SP解一:导体表面某处的面元dS
处的面电荷密度为σ,它在其两侧紧邻处的场强为E1=E2=σ/2ε0。例荷面密度为σ的无限大均匀带电平面,其两侧
(或有限大均匀带电面两侧紧邻处)的场强为σ/2ε0;静电平衡的导体表面某处面电荷密度为σ,在表面外紧邻处的场强为σ/ε0。为什么前者比后者小一半?导体dSσ
除dS
外,导体表面其它电荷在
dS
内侧紧邻处的场强为E3,在外侧紧邻处的场强为E4。其它电荷产生的电场在dS处连续,故E3=E4。由场强叠加原理和静电平衡条件得
E内=E1–E3=0,所以E1=E2=E3=E4
。因此由场强叠加原理得导体表面外紧邻处的场强
E外=E2+E4=2E2=σ/ε0。导体dSσ解二:内场为零,高斯面有效面只有一个面,面积减半,电荷数一样,场强自然加倍。例:半径为R1的金属球电量为q1,外面有一同心金属球壳电量为q2,内外半径分别为R2和R3。求场强和电势分布。场强积分法R3R2R1q1q2解:由高斯定理可得场强分布:注意和前面的均匀带电球相区别电势分布:当时当时R3R2R1q1q2当时当时R
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