c静电场中的导体.pptx

13.1 导体的静电平衡条件导体内部和表面都没有电荷定向导体内部和表面都没有电荷定向移动的状态移动的状态-+静电平衡的条件第1页/共20页13.2 静电平衡导体的性质（1）实心导体Q仅分布于表面理由：在导体内任取一体积元则有 体积元大小和位置任意 导体内处处没有净电荷第2页/共20页表面E表(表面附近的场强值)表面外法线方向单位矢量孤立导体表面 分布规律：曲率小处 曲率大处避雷针尖端放电max整个导体是等势体第3页/共20页（2）空腔导体(腔内无q)腔表无q理由：S若腔表有+q、-q，则从+q至-q有电场线违背静电场环路定理L第4页/共20页腔内无电场理由：假如有电场必有电场线起止处必有q 与“无q”矛盾 整个导体包括空腔在内,是一个等势体（3）空腔导体(腔内有q)腔表有-q腔内有电场导体的实体部分，仍是等势体q第5页/共20页13.3 有导体存在时静电场的分析与计算电荷守恒、静电平衡条件、高斯定理【例13-1】如图如图,面积各为面积各为S的两导体大平的两导体大平板板A、B,分别带电荷分别带电荷QA、QB.求求各板面上的面电荷密度各板面上的面电荷密度 1、2、3、4。QAQBAB解：解：各板面可视为无限大均各板面可视为无限大均匀带电平面匀带电平面.由电荷守恒及静电平衡由电荷守恒及静电平衡条件条件,有有 1 1 2 2 3 3 4 4第6页/共20页 1+2=QA/S (QA=const.)1-4=0 2+3=0 (外侧等量同号)(内侧等量异号)3+4=QB/S (QB=const.)1-2-3-4=0 (EA=0)1+2+3-4=0 (EB=0)(可推广到多块导体板情形)第7页/共20页8 1=(QA+QB)/2S 2=(QA QB)/2S 3=(QA QB)/2S 4=(QA+QB)/2S【讨论】若若QB=0则则 1=4=QA/2S 2=-3=QA/2S两板内、外侧均有电荷两板内、外侧均有电荷!第8页/共20页若B板接地则VB=0(否则有电场线外延,VB 0)1=0，2=QA/S，3=QA/S 4=0Note：导体接地导体接地(不管其哪一部分接地不管其哪一部分接地),则则其远离另一带电体的一端不带电其远离另一带电体的一端不带电 第9页/共20页【例13-2】如图,金属球带电荷q,金属球壳带电荷Q.求此系统的电荷分布。R1R2R3解：解：设设从内到外三个球面从内到外三个球面上电荷上电荷各为各为q1,q2,q3则 q1=q q2=-q (高斯定律)q3=Q+q (电荷守恒)【讨论】若球壳接地若球壳接地则则V壳壳=0q3=0 (否则有电场线外延,V壳 0)q1=q,q2=q第10页/共20页若内球接地若内球接地则则V球球=0q1 0 (否则否则q2=0,q3=Q,V球球 0)【思考思考】这与这与“远端不带电远端不带电”是否矛盾是否矛盾?设设q1=q，则，则q2=-q，q3=Q+q 由第11页/共20页若内球接触球壳后再返回原处若内球接触球壳后再返回原处则则 q1=0 (接触接触一体一体电荷分布于外表面电荷分布于外表面)q2=0,q3=Q+q【例13-3】将一负电荷移到一不带电的导体附近,则导体内的场强,导体的电势.(填增大、不变、减小)-q解：解：不变不变.(场强保持为零场强保持为零)减小减小.导体的感应负电荷上有来自无穷远处的电场线.+-第12页/共20页【讨论】若导体是球形的若导体是球形的,半径为半径为R,点电荷点电荷 q 与球心相距与球心相距r,则则V导导=?Hint：接上接上,若将球形导体接地若将球形导体接地,则则Q 导导=?第13页/共20页13.4 静电屏蔽 导体壳不论接地与否，其内部电场不受壳外导体壳不论接地与否，其内部电场不受壳外电荷的影响；接地导体壳的外部电场不受壳内电荷的影响；接地导体壳的外部电场不受壳内电荷的影响。电荷的影响。静电屏蔽静电屏蔽第14页/共20页物理本质：壳外及导体外表面的电荷，在腔内产生的场强为零；壳内及导体内表面的电荷，在腔外产生的场强为零应用：金属外壳、屏蔽线等【思考思考】q偏离球心,球壳外表面电荷分布是否均匀?q第15页/共20页Chap.13 SUMMARY导体静电平衡条件静电平衡下导体的性质实心导体Q仅分布于表面,整个导体是等势体第16页/共20页空腔导体(腔内无q)空腔导体(腔内有q)整个导体包括空腔在内,是一个等势体Q分布于外表面腔表有-q导体的实体部分仍是等势体q第17页/共20页导体接地(V=0)其远离另一带电体的一端不带电接地前：e.g.q1q2q3q4Q0q1=q4q2=-q3q=0Q-Q接地后：平行板第18页/共20页任意形状导体qq=0q 若是内球接地,则内球电荷通常不为零.Q-Q Q=0导体球壳静电屏蔽及其物理本质第19页/共20页感谢您的欣赏！第20页/共20页