12电场与导体

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1、两条实验定律两个出发点两个基本性质●电荷受力●电场力作功两个物理量●电场强度●电势●库仑定律●叠加原理●高斯定理●环路定理《静电场》复习interactionofelectrostaticfieldwithconductoranddieletricchapter9静电场与电介质导体第九章的相互作用本章内容Contentschapter9interactionofelectrostaticfieldwithconductor电容capacity静电场与电介质的相互作用interactionofelectrostaticfieldwithdielectric有

2、电介质存在时的静电场Electrostaticfieldindielectric电场的能量energyofelectricfield静电场与导体的相互作用保守力与势能静电场与导体的相互作用9-1interactionofelectrostaticfieldwithconductor静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用+++++++++一导体的静电平衡感应电荷++++++++++++++++++++导体内电场强度外电场强度感应电荷电场强度金属球放入前电场为一均匀场E+++++++E金属球放入后电力线发生弯曲,电场变为非均匀场导体达到静电平衡的条件++

3、++++导体是等势体（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.导体内部电势相等导体表面是等势面二、静电平衡状态下导体表面附近的场强不论自身是否带电不论外部电荷的电场如何复杂一旦静电平衡在导体内处处为零一切电荷的合场强在导体外于表面附近处处与表面垂直某导体必有若此时导体表面某处的电荷面密度为贴近该处表面的外部场强大小为二、静电平衡状态下导体表面附近的场强若此时导体表面某处的电荷面密度为贴近该处表面的外部场强大小为证明作一圆柱形微薄高斯面母线平行于表面电场两底面分别处在导体内、外设两底面积均为由高斯定理側面电通

4、量导体内的底面电通量三静电平衡时导体上电荷的分布++++++++++结论导体内部无净电荷1实心导体2有空腔导体空腔内无净电荷净电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？若内表面带电所以内表面不带电++--结论净电荷分布在外表面上（内表面无电荷）++++++++++矛盾导体是等势体空腔内有电荷电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？结论当空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面有感应电荷（电荷守恒）3导体表面电荷分布导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。静电场中的孤立带电体：导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲

5、率有关。曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度较大曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小+++++++++带电导体尖端附近电场最强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，即尖端放电.尖端放电会损耗电能,还会干扰精密测量和对通讯产生危害.然而尖端放电也有很广泛的应用.尖端放电现象尖端放电现象的利与弊<电风实验>++++++++++<避雷针>尖端放电现象的利用3.表面曲率的影响，尖端放电:当不断的给导体充电时，火焰就好象被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。这就是尖端放电的结果。

6、因为在尖端附近强电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈运动的过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生了大量新的离子，这就使空气变得易于导电。与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，最后与尖端上的电荷中和。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛火焰的偏斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。上述实验不断充电，就是为了防止尖端上的电荷因不断与异号的离子中和而逐渐消失，使得“电风”持续一段时间，便于观察。避雷针的工作原理云层带电绝大多数带电云底层带负电,顶层带正电接地当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形

7、成"云间放电"（即闪电）。　　带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，二者相遇即形成对地放电。这就容易造成雷电灾害。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。可以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。1、静电屏蔽现象1四、静电屏蔽利用封闭导体壳隔离静电场的影响外电场空腔导体屏蔽外电场第二类空腔(空腔导体内部有电荷)内部面将感应异号电荷，外表面将感应同号电荷。+q–q若把空腔外表面接地，则空腔外

8、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