物理导体和电介质中的静电场.pptx

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1、12 2、导体的静电感应过程静电感应：在静电场中，导体中自由电子在电场力的作用下作宏观定向运动，使电荷产生重新分布的现象。2.2.导体的静电平衡状态及条件导体的静电平衡状态及条件第1页/共26页2导体静电平衡条件：1）导体内任一点的电场强度都等于零）导体内任一点的电场强度都等于零导体的内部和表面都没有电荷作任何宏观定向运动导体的内部和表面都没有电荷作任何宏观定向运动的状态的状态.导体的静电平衡状态：2)导体表面任一点 场强方向垂直于表面第2页/共26页3*推论 (静电平衡状态)证：在导体内任取两点 p p,q q导体静电平衡条件：导体为等势体，导体表面为等势面第3页/共26页4静电平衡条件：导

2、体内部场强处处为零场强 电势导体为一等势体表面场强垂直于导体表面导体表面是一个等势面 导体的静电平衡导体的静电平衡第4页/共26页5二.静电平衡时导体上的电荷分布1)实心导体静电平衡条件净电荷只分布于外表面+第5页/共26页62)空腔导体，腔内无电荷同上，导体壳层内紧贴内表面作高斯面若则必然有 存在电力线由 ，沿电力线方向电势降低，导体内表面有电势差，与静电平衡条件(导体表面为等势面)矛盾。所以 净电荷只能分布于外表面。第6页/共26页73)空腔导体，腔内有电荷空腔外表面电荷由电荷守恒决定。紧贴内表面作高斯面空腔内表面电荷与腔内电荷等值异号。第7页/共26页81)空腔原不带电，腔内电荷 ，腔内

3、、外表面电量？2)空腔原带电 .腔内电荷 ，腔内、外表面电量？-第8页/共26页9AABCB3)空腔能屏蔽腔内电荷 的电场吗？如何实现？腔不接地：腔内不受腔外电荷影响 腔外要受腔内电荷影响腔接地：内外电场互不影响。第9页/共26页10静电屏蔽静电屏蔽 在静电平衡状态下，空腔导体外面的带电体不会影响空腔内部的电场分布；一个接地的空腔导体，空腔内的带电体对腔外的物体不会产生影响。这种使导体空腔内的电场不受外界影响或利用接地的空腔导体将腔内带电体对外界影响隔绝的现象，称为静电屏蔽。应用：1、对某些精密仪器，外加金属罩，避免外电场的干扰。2、对高压设备等外装接地网罩，避免电场对外界的影响。第10页/共

4、26页11当静电平衡时，导体 ，净电荷只能分布于表面.4）.静电平衡时导体表面电荷面密度与表面紧邻处场强成正比.过表面紧邻处 作平行于表面的面元 ,以 为底，过 法向为轴，作如图高斯面 。第11页/共26页12思考：1设带电导体表面某点电荷密度为 ，外侧附近场强 ，现将另一带电体移近，该点场强是否变化？公式 是否仍成立？导体表面 变化，外侧附近场强 变化，而 仍然成立。第12页/共26页132无限大带电平面：带电导体表面附近：是否矛盾？几何面几何面第13页/共26页14尖端放电现象及其应用3.孤立导体 与表面曲率有关 .1 1）导体表面凸出而尖锐的地方）导体表面凸出而尖锐的地方（曲率较大曲率较

5、大）电荷面密度较大电荷面密度较大2 2）导体表面平坦的地方（）导体表面平坦的地方（曲率较小曲率较小）电荷面密度较小电荷面密度较小3 3）导体表面凹进去的地方（）导体表面凹进去的地方（曲率为负）曲率为负）电荷面密度更小电荷面密度更小防止：输电线等利用：火花放电设备，避雷针等第14页/共26页15四四.计算举例计算举例原则1.静电平衡的条件2.基本性质方程3.电荷守恒定律有导体存在时静电场的计算导体上的电荷分布计算 分布（方法同前 ）静电平衡条件 电荷守恒定律第15页/共26页16例1.金属板面积为S，带电量为 q,近旁平行放置第二块 不带电大金属板。求：1、求电荷分布和电场分布；2、把第二块金属

6、板接地，情况如何？解：1、电量守恒定律根据高斯定理有：P点的场强是四个带电面产生pX第16页/共26页17方向朝左方向朝右方向朝右ABCX第17页/共26页182、右板接地高斯定理:P点的合场强为零:ABCp第18页/共26页19例3 若A带电q1,B带电q2，求：(1)图中1，2，3，4 各区域的E和U分布，并画出E r 和U r 曲线.(2)若将球与球壳用导线连接，情况如何？(3)若将外球壳接地，情况如何？AB第19页/共26页20(1)第20页/共26页21曲线第21页/共26页22(2)若将球与球壳用导线连接，情况如何？第22页/共26页23曲线第23页/共26页24(3)若将外球壳接地，情况如何？第24页/共26页25曲线第25页/共26页26感谢您的观看！第26页/共26页