(本科）6-1 静电场中的导体.ppt
课程主讲人：6-1 静电场中的导体第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版+感应电荷感应电荷一一 静电平衡条件静电平衡条件1 静电感应静电感应+2第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版2 静电平衡静电平衡 导体内没有电荷作定向运动导体内没有电荷作定向运动3+E0E0E0E第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版静电平衡条件：静电平衡条件：（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处电场强度的方向，都与导导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直体表面垂直.4第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版导体表面为等势面导体表面为等势面推论：推论：导体为等势体导体为等势体lEd0d ABABlEU0d ABABlEU0E导体内各点电势相等导体内各点电势相等5+ +ABneteEld第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版二二 静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布+结论：结论：导体内部无净电荷，导体内部无净电荷，电荷只分布在电荷只分布在导体导体表面表面.00dqSES0E1实心导体实心导体0qS高斯面高斯面实心带电导体实心带电导体6第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版00diiSqSE2空腔导体空腔导体 空腔内无电荷时空腔内无电荷时电荷分布在表面电荷分布在表面内表面？内表面？外表面？外表面？空腔带电导体空腔带电导体S高斯面高斯面7第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版0d lEUABAB若内表面带电，必等量异号若内表面带电，必等量异号 结论：结论：空腔内无电荷时，空腔内无电荷时，电荷分布在外表面电荷分布在外表面, 内表面无电荷内表面无电荷.0d0qSEiS与导体是等势体矛盾与导体是等势体矛盾ABS高斯高斯面面+空腔带电导体空腔带电导体8第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版 空腔内有电荷时空腔内有电荷时结论结论: 空腔内有电荷空腔内有电荷+q时，空腔内表面有感时，空腔内表面有感 应电荷应电荷-q，外表面有感应电荷，外表面有感应电荷+q 0dSSE 0iq+S高斯面高斯面qq-q空腔导体空腔导体9第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版作扁圆柱形高斯面作扁圆柱形高斯面3 导体表面附近场强与电荷面密度的关系导体表面附近场强与电荷面密度的关系SESESd0E 0/S+ 0E S S10第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版4导体表面电荷分布规律导体表面电荷分布规律0E +ABA A处曲率半径小，处曲率半径小， 大，大，E E大。大。 B B处曲率半径大处曲率半径大, , 小，小，E E小。小。 11第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版 带电导体尖端附带电导体尖端附近的电场特别大，可近的电场特别大，可使尖端附近的空气发使尖端附近的空气发生电离而使导体产生生电离而使导体产生放电现象放电现象 尖端放电现象尖端放电现象 E12第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版+13第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版避雷针必须可靠接地避雷针必须可靠接地避雷针的工作原理避雷针的工作原理+14第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版三三 静电屏蔽静电屏蔽 1屏蔽外电场屏蔽外电场E 用空腔导体屏蔽外电场用空腔导体屏蔽外电场 2 2 屏蔽内电场屏蔽内电场qq+qqq接地空腔导体屏蔽内电场接地空腔导体屏蔽内电场15第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版 例例 有一外半径有一外半径R1=10 cm，内半径，内半径R2=7 cm 的金属球壳，在球壳中的金属球壳，在球壳中放一半径放一半径R3=5 cm的同心的同心金属球金属球. 若使球壳和球若使球壳和球均带有均带有q=10-8 C的正电的正电荷，荷，问问两球体上的电荷两球体上的电荷如何分布？球心电势为如何分布？球心电势为多少？多少？ 161R2R3Rqq第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版解解)(031RrE作球形高斯面作球形高斯面2S作球形高斯面作球形高斯面1S)(423202RrRrqE171R2R3Rqq1S1R1R2R3Rqqr2S220dSqES第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版)(421204RrrqE球体上的电荷分布如图（球壳内表面带球体上的电荷分布如图（球壳内表面带 ，外表面带外表面带 ）所示）所示qq2181R2R3Rq q q2 r3S1R2R3Rqqq2r3S1R1R1R1R2R3Rq r3S1R1R2R3Rqr4Sqq20d33SSE042d4qSES)(0123RrRE第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版)( 031RrE)(423202RrRrqE)( 421204RrrqE191R2R3Rqq2q)(0123RrR E第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质6-1 6-1 静电场中的导体静电场中的导体物理学第七版233dd201RRRlElE)211(41230RRRqV1031. 23R1=10 cm，R2=7 cmR3=5 cm，q=10-8 C112dd43RRRlElE201R2R3Rqqq20dOVEl第六章第六章 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 本章目录本章目录 物理学第七版216 6-0 -0 教学基本要求教学基本要求6 6-2 -2 静电场中的电介质静电场中的电介质6 6-1 -1 静电场中的导体静电场中的导体6 6-3 -3 电位移电位移 有介质时的高斯定理有介质时的高斯定理6 6-4 -4 电容电容 电容器电容器选择进入下一节：选择进入下一节：6 6-5 -5 静电场的能量静电场的能量 能量密度能量密度* * 6 6-6 -6 电容器的充放电电容器的充放电* * 6 6-7 -7 静电的应用静电的应用
