第十三讲、静电场中的导体.ppt
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1、9.1 静电场中的导体,教学要求,1、了解导体静电平衡的条件和静电平衡时导体 上电荷分布的一般规律。 2、掌握用导体静电平衡规律求解某些特定导体 存在时的电场和电荷分布。 3、了解静电屏蔽现象,知道它的简单应用。,9.1 静电场中的导体,重点/难点,导体静电平衡的条件 电场和电荷的分布,1 导体的静电平衡条件,导体的特点:有可以移动的自由电子。,导体在电场中,自由电子就要受到电场力而 运动,这就改变了导体上原来的电荷分布。,导体的静电平衡状态: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.,静电感应,静电平衡,(2),静电平衡条件:,用场强来表述,用电势来表述 (1)静电平衡的导体是等势
2、体; (2)其表面是等势面。,(1),(为什么?),下面这些说法对不对?,“B 球上正电荷处电势高, 负电荷处电势低。 正电荷发出的电力线,可以指向它的负电荷”, “两球再靠近,再靠近,A球左侧也会出现负电荷”,答:不对!,答:不对!,讨论:,因为静电平衡状态下, 导体是等势体。,不可能!,2 静电平衡的导体上的电荷分布,一、导体内部各处净电荷为零, 所带电荷只能分布在表面,用高斯定律来分析:,在导体内取任意点P,所以该处 无电荷。,设导体处于静电平衡状态。,同理,可得出整个导体内部不带电, 所以导体所带的电荷只能分布在表面。,S,P,作包围它的小高斯面S,【证明】,在导体中,包围空腔作 高斯
3、面S如图 ,,若内 0,则内必有正负,,= 0,= 0,则有:,(1) 若导体壳包围的空间无电荷:,外可不为零,但内 和 必为零。,对导体壳情况怎么样?, 0, 0,在导体中包围空腔 做高斯面S ,,=-q,则:,(2) 若导体壳包围的空间有电荷q:,外可不为0,但必有内 0,,【证明】,而且,所以,二、导体表面外附近的电场强度的大小 与该处表面上电荷密度 的关系为,在导体表面紧邻处任 取一点P,【证明】,设该处场强为 。,过 P 点作一小扁柱体 (跨表面两侧)高斯面。,所以,注意:,是小柱体内电荷的贡献还是空间全部电荷(导体表面及导体外部)的贡献?,“尖端放电”及其应用,(高压设备的电极)
4、(高压输电线) (避雷针),使这个导体组带电,电势为V,求表面电荷面密度与曲率的关系。,孤立导体表面各处的面电荷密度与各处表面的曲率有关,曲率越大的地方,面电荷密度也越大。, 静电屏蔽,一、腔内无电荷的 封闭导体壳:,在静电平衡的状态下,金属空壳的内部不受 外部电场的影响,这称为静电屏蔽。,例如: B为一不带电的金属空壳,静电屏蔽:电子仪器用金属壳或金属网罩起来; 电视信号线用金属丝网包起来.(屏蔽线)。,导体壳外表面上的 电荷与壳外电荷, 在导体壳外表面以 内的空间的总场强 等于零。,二、腔内有电荷的 封闭导体壳:,设不带电的金属壳B内有带电体A, 在静电平衡状态下,带电情况如图。,如果要求
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- 第十 三讲 静电场 中的 导体
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