(13-1)静电场的导体和介质1导体

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1、教材：8.1节作业：练习13一、静电感应、静电平衡二、静电屏蔽三、题型：当导体存在时求场强和电势无外场时自由电子无规运动：“电子气”在外场中1.无规运动；2.宏观定向运动导体内电荷重新分布出现附加电场直至静电平衡两大概念：两大基本性质方程：讨论：电场中有物质时，电场与物质的相互作用(影响)？【复习】静电场导体conductor导体中存在大量的可自由移动的电荷绝缘体、也称电介质dielectric理论上认为电介质中一个自由移动的电荷也没有半导体semiconductor带电性质介于上述两者之间注意自由电子问题：讨论金属导体和电介质对场的影响处在

2、晶格上的带正电的粒子又称原子实，形成导体的晶格骨架，而电子充满整个导体可自由运动，形成电子气（电子云）+++++++++一静电感应静电平衡条件感应电荷1、静电感应当导体处于外电场E0中时，电子受力后作定向运动，引起导体中电荷的重新分布。结果在导体一侧因电子的堆积而出现负电荷，在另一侧因相对缺少负电荷而出现正电荷。这就是静电感应现象，出现的电荷叫感生电荷。无外电场时导体的静电感应过程加上外电场后E外导体的静电感应过程加上外电场后E外+导体的静电感应过程加上外电场后E外++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后

3、E外+++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++++导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++++导体的静电感应过程+加上外电场后E外+++++++++导体的静电感应过程+E外+++++++++导体的静电感应过程++++++++导体内电场强度外电场强度感应电荷电场强度导体达到静电平衡静电感应的过程可以一直进行下去，直到感生电荷产生的电场E´与外电场E0在导体内部完全相互抵消，使导体内部合电场E为零，电

4、子不再发生宏观定向运动，我们就说导体达到了静电平衡。（1）电荷①导体内、导体表面上都没有电荷的定向流动——静电平衡(electrostaticequilibrium)的定义②导体若具有净电荷，导体内部处处没有未被抵消的净电荷，净电荷只分布在导体的表面上③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。如果是孤立带电体，则：2、处于静电平衡状态时导体的特点（3方面、8条）（2）电场强度：④导体内部电场强度处处为零⑤导体表面电场强度总是垂直于导体表面⑥靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度σ的关

5、系为（3）电势⑦整个导体是个等势体⑧导体表面是等势面④导体内部场强处处为零⑤导体表面场强总是垂直于导体表面静电平衡条件证明空间电场：EEE¢+=rrr0①导体内、导体表面上都没有电荷的定向流动——这是“静电平衡”的定义，无需证明空间电场：EEE¢+=rrr0----金属球放入前电场为一均匀场金属球放入后电力线发生弯曲真实实验+++++++等势体等势面证明⑦整个导体是个等势体⑧导体表面是等势面静电平衡条件导体内部电势相等导体表面是等势面导体的静电平衡静电平衡(electrostaticequilibrium)导体内部和表面无自由电荷的定向移动我

6、们就说导体处于静电平衡状态静电平衡条件场强描述：电势描述：等势体等势面小结1+++++++++③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。如果是孤立带电体，则：证明孤立带电体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关：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，电荷面密度最小导线证明:即用导线连接两导体球则讨论+++++++++++为表面电荷面密度作钱币形高斯面S表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比⑥靠近导体表面附近处的场强大小与导体

7、表面在该处的面电荷密度σ的关系为证明〈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。思考〈2〉无限大带电平面：带电导体表面附近：是否矛盾？几何面导体内思考③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。如果是孤立带电体，则：小结⑥靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度σ的关系为尖端放电——导体尖端场强特别强，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”。尖端放电等电常

8、识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