静电场中导体和电介质.(10年)

《静电场中导体和电介质.(10年)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、上次课内容回顾：2、什么是电场强度？它对外表现出最重要的特性是什么？1、描述电场的两个基本物理量是什么？3．描述静电场基本性质的是哪两条定理？4．这两条定理说明静电场具有什么性质？第十章静电场中的导体和电介质.本次课主要内容:1、把导体放入静电场中,其电场和电荷分布将如何变化?2、导体达到静电平衡的条件？3、静电平衡的导体具有哪些性质？如何理解导体外表面附近场强式子的意义？4、感应电荷的大小和分布如何确定？有导体存在时场强和电势又如何计算？10-1静电场中的导体5、如何理解电容器电容的定义？一、导体的静电平衡性质无外电场时导体的静电感应过程

2、加上外电场后E0导体的静电感应过程加上外电场后E0+导体的静电感应过程加上外电场后E0++导体的静电感应过程加上外电场后E0+++导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++导体的静电感应过程加上外电场后E0++++++导体的静电感应过程加上外电场后E0+++++++导体的静电感应过程加上外电场后E0++++++++导体的静电感应过程+加上外电场后E0+++++++++++++++++++导体达到静电平衡E0感应电荷感应电荷导体静电平衡条件：导体内部场强处处为零一金属球放入前电场为一均匀场导体的静电平衡状态当导体放入静电场时，将产生感应电荷

3、，这种电荷与电场相互影响、相互制约，当满足一定的条件时，导体内部和表面上都没有电荷作定向运动--金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++导体的静电平衡状态⑴导体内部任意点的场强为零。⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。导体静电平衡时的基本性质(3)导体是等势体.导体表面是等势面,且导体内部电势等于导体表面电势。导体内没有净电荷，电荷只分布在导体表面上。++++++++++++++++二、静电平衡下导体上的电荷分布1、实心导体在导体内部围绕任意点作一小封闭曲面S证明：2、空心导体++++++++++++++++证：体内包围

4、空腔取高斯面S内表面无电荷（1）腔内无带电体：电荷只分布在导体外表面.腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。未引入q1时放入q1后+（2）腔内有带电体：q2三、导体外表面附近场强证：表面附近作圆柱形高斯面1.电场强度与电荷面密度的关系导线证明:即用导线连接两导体球则2.电荷面密度与曲率的关系因此，导体表面曲率较大的地方，电荷密度也较大。3.尖端放电尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。——形成“电风”应用：避雷针思考：在讨论静电场的导体时，为什么不需要应

5、用电荷体密度，而只需要用电荷面密度？因为导体在静电场中，电荷只能分布在导体的外表面++++++++Q咯咯嚓嚓防上静电干扰的思路：1）“躲藏起来”2）防止静电场外泄++++++++Q+++实验：+四、静电的应用解释：++++++++++++++----------++++++++++++++--------------------+-++++++++Q++结论：一个接地的金属壳（网）既可防止壳外来的静电干扰，又可防止壳内的静电干扰壳外实际中大量应用：1）测试用的屏蔽室2）无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压带电作业中的均压服。3）变压器中的

6、屏蔽层。初级次级静电屏蔽2)接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。1)封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；++++++静电屏蔽是怎样体现的?在点的?移近,导体壳球壳外面电场变化不影响壳内电场。是因为壳外电荷与感应电荷在球内产生的合电场为零。讨论题电荷守恒定律静电平衡条件电荷分布五、有导体存在时场强和电势的计算例1.已知：导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边放入导体板B（此板原来不带电）。求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布(2)将B板接地，求电荷分布a点b点A板B板解：(1)电荷分布及电场分布解

7、方程得:电荷分布场强分布两板之间板左侧板右侧(2)将B板接地，求电荷及场强分布板接地时电荷分布a点b点场强分布电荷分布两板之间两板之外例2.已知R1R2R3qQ求①电荷及场强分布；球心的电势②如用导线连接A、B，再作计算解:由高斯定理得①电荷分布场强分布球心的电势：场强分布球壳外表面带电②用导线连接A、B，再作计算连接A、B，中和请问球壳外的电势？例3.空腔导体外有一点电荷q求：⑴感应电荷在处的、⑵腔内任一点的、⑶空腔接地，求感应电荷的总量q’已知:、、取⑴感应电荷在处的、由电荷守恒感应电荷在处的方向则⑵腔内任一点的、腔内任一点（由高斯定理

8、得）腔内任一点电势⑶空腔接地求感应电荷的总量球壳电势由电势叠加原理有处因例4.电荷以相同的面密度分布在半径分别为r1和r2的两个同心球面上,设球心处的电势为Uo.求：（1）、分布