高二物理竞赛静电场中的导体课件.ppt

1. 静电平衡,导体内部和表面上任何一部分都没有宏观电荷运动，我们就说导体处于静电平衡状态,2. 导体静电平衡的条件, 导体表面,3. 静电平衡导体的电势,导体静电平衡时，导体上各点电势相等，即导体是等势体，表面是等势面,10.1 静电场中的导体,一、导体的静电平衡,导体的静电平衡,二、静电平衡时导体上的电荷分布,Q,作扁圆柱形高斯面,注意与无限大带电平面电场比较？,三.导体表面附近场强与电荷面密度的关系,孤立导体处于静电平衡时，表面各处的面电荷密度与表面的曲率有关：曲率越大的地方，面电荷密度越大。,孤立导体,四. 导体表面电荷分布规律,带电导体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现象,尖端放电现象,【电风实验 】,应用举例,避雷针必须可靠接地,带电云,【避雷针的工作原理】,+,+,+,+,+,+,+,五、静电屏蔽,第一类空腔(空腔导体内部无电荷)空腔内表面不带任何电荷;空腔内部及导体内部电场强度处处为零。,利用空腔导体来屏蔽外电场，使 空腔内的物体不受外电场的影响。,第二类空腔(空腔导体内部有电荷),内表面将感应异号电荷，外表面将感应同号电荷。,若把空腔外表面接地，则空腔外表面的电荷将中和，空腔外面的电场消失。,空腔内的带电体对空腔外就不会产生任何影响。, 高压设备都用金属导体壳接地做保护, 在电子仪器、或传输微弱信号的导线中都常用 金属壳或金属网作静电屏蔽。 高压带电操作,外界不影响内部,如图所示,导体球附近有一点电荷q 。,解：,接地 即,由导体是个等势体O点的电势为0 则,接地后导体上感应电荷的电量,设感应电量为Q,0,？,例,求,两球半径分别为R1、R2，带电量q1、q2，设两球相距很远，当用导线将彼此连接时，电荷将如何 分布？,解,设用导线连接后，两球带电量为,如果两球相距较近，结果怎样？,例,小结,(有导体存在时静电场的计算方法),1. 静电平衡的条件和性质:,2. 电荷守恒定律,3. 确定电荷分布,然后求解,例,两块等面积的金属平板 ，分别带电荷qA和qB ，平板面积均为S，两板间距为d，且满足面积的线度远大于d。,静电平衡时两金属板各表面上的电荷面密度。,求,解:,如图示，设4个表面的电荷面密度分别为q1、q2、 q3和q4 ，,d,S S,qA,qB,1 2 3 4,由电荷守恒,在两板内分别取任意两点A和B，则,A,B,代入，得,可见，A、B两板的 内侧面带等量异号电荷；两板的外侧面带等量同号电荷。,特别地，若qAqBq，则,电荷只分布在两板的内侧面，外侧面不带电。,推论,两无限大平行带电导体板:,相背两面电荷密度等值同号.,三块无限大平行带电导体板:,相邻两板相对两面的电荷面密度等值异号；,三板中最外侧两面的电荷面密度等值同号；,