§8.7-1 静电场中的导体.ppt

1、8.7静电场中的导体、一、导体的静电平衡、二、静电平衡导体的电荷分布、三、应用例、一、一、导体的静电平衡、一.静电感应：由于静电引力的作用，导体中的自由电子进行宏命令取向运动，电荷再次分布，本来不显示导电性的导体显示导电性的现象称为静电感应。 产生的电荷称为感应电荷。 导体：有可自由移动的电荷，电子处于不断的运动状态，一般不是电的，电子进行没有方向性的运动，电子进行不规则的热运动。 2 .导体的静电平衡状态、处于电场的导体，由于静电感应(电子通过电场力进行取向运动)，在导体上出现感应电荷，感应电荷(电场)的出现还影响原场的分布。2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15

2、、16、17、18、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、e、0、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、19、1 22222222222222，可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变可变。 様式， 静电

3、感应过程、静电感应过程、静电感应过程、静电感应过程、静电感应过程、静电感应过程、静电感应过程、静电感应过程。 导体内部的合电场：1.5，3 .导体的静电平衡条件，导体内部的电场强度到处为零，电场记述，电位记述，导体为等电位体，表面电场强度与导体表面垂直，导体表面为等电位面，什么，导体内的任意两点a、b电位差，导体内部的各点电位相等，论证： 1.6，表面任意两点的电位相等。 因为在导体表面，表面及内部的任意2点电位相等！ 因此，电场强度与表面的该点垂直的任何线元件在表面的任意两点有电位差，否则，1.7、2、静电平衡导体的电荷分布，可以根据导体的静电平衡条件和静电场的基本性质得到导体上的电荷分布。

4、 证明：在导体内取体积元，取高斯定理，体积元，如果导体各处有空洞，空洞无电荷，则电荷仅分布于外表面。 有空洞，空洞有电荷，内外表面有电荷分布，内表面电荷和品质因子不同。 静电平衡导体内部不带电，1.8，2 .导体表面附近的电场强度为导体表面的电荷面密度，p为导体外与导体表面相接的点，与此对应的电场强度为高斯定理：1.9，例的两个半径r和r的球状导体(r )，分别以长的细导线相接解：由于两球是用导线连接的，所以两球的电位相等：得：大球的带电量q比小球q多。 2.0，所以，结论：两个球的电荷面密度与曲率半径成反比，即与曲率成正比。 得到了以下定性结论： 2.1、两球的面电荷密度分别为：导体球孤立带

5、电，在表面突出的尖锐部分电荷面密度大，在比较平平整整的部分电荷面密度小，在表面凹陷部分带电面密度最小。 3、位于静电平衡的孤立带电导体的电荷分布、2.2、电荷分布、(1)腔内的电场由腔内的电荷和腔内的表面形状决定，与腔外的电荷、腔外的几何学形状无关。 (2)导体空洞的外部电场与空洞内电荷和空洞内表面感应电荷无关，由外面电荷分布决定。2.3、尖端放电由于导体前端的曲率半径小，因此电场强度强，附近的空气分子电离，吸引与前端电相反的电荷，相同的电荷被前端运动排斥，形成尖端放电。 应用：避雷针、仪器盒、天文台等，避雷针、2.4、4 .静电贴静电贴、内屏蔽罩(对外不影响内！q、2.5，如高压带电作业员穿

6、的导电纤维编织的工作服装。 在电子设备和传输微弱信号的导线(电视接收天线线、网线等)中，经常使用金属壳体和金属网作为静电屏蔽。 安全！ 法拉第笼、内表面、外表面、导体、2.6、外屏蔽(内不影响外！ 例如，高压设备受到金属导体壳的接地保护，起到静电屏蔽的作用，内外互不影响。 (内外均为屏蔽)、例1 .内外半径R1和R2的导体球壳内，有半径r的导体球，球和球壳同心，球和球壳分别具有电荷量q和q。 (1)求出小球的电位Vr、球壳的电位(2)球与球壳的电位差(3)如果球壳接地，则求出球与球壳的电位差。 (1)从对称性来看，小球表面上和球壳内外表面上的电荷分布是均匀的。 球上的电荷q在球壳的内外面感应q

7、和q的电荷，但q仅分布在球壳的外表面，因此球壳外表面上的总电荷量为q。 球壳、2.8、球壳的电位分别是(利用电位重复原理)吗？ (3)外壳接地后，外壳外表面的电荷消失。 (2)两个球的电位差在静电平衡后，球壳为等电位体，内外电位相等。 2.9、两球的电位各自电位差不变，如图所示，导体球附近有电荷q。 解、接地，即设导体为等电位体的o点的电位为0，则对于接地后的导体中感应电荷的电力量，将感应电力量设为q、例2，求出，将3.0、导体球壳a的带电量设为q，将导体球b的带电量设为q，(1)将a接地后切断，知道电荷和电位的分布，解、a和地切断设a接地时，内面电荷为-q，外面电荷为，则b上的电量为例3，求

8、出(1)、(2)、3.1、q、(a球)、b球的中心电位，汇总(不存在导体时的静电场的计算方法)、1 .确定静电平衡的条件和性质3360、2、2 .电荷守恒定律、3 .电荷分布，求出例4 .当两无限大平行金属板达到静电平衡时，证明其相对两面具有同量的异信号电荷，相反两面具有同量的电荷。 证明：从左到右有4个带电平面，带电电荷的面密度依次为1、2、3、4。 以右为电场的正方向。 左导体任一点的p点的电场强度：无限大均匀带电平面的电场强度：p，3.3，相对两面带有等量的不同信号电荷，相反两面带有等量的该电荷。 已证明.在右导体中取q点时，如果该点、q、两板带电分别为Q1、Q2，则各面带电为：3.4， 例5具有无限大带电平面a和无限大厚金属板b，(1)求出b上的感应电荷，(2)当p点的、(3)b接地时，解b上的感应电荷，(1)对于电荷保存、静电平衡条件b内的任意点，求出、(3)b接地、静电平衡条件：根据高斯定理， 3.6、例6孤立导体球、半径r、带电q、球位于静电平衡时，若在导体球附近导入其他带电体a，则带电量q、q :(1)两