《大学物理静电场》PPT课件

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1、吴庆文勘误：教材P178:q-qB内=0应为q+qB内=0第6节静电场中的导体电势差：aL1L2b静电势能电势：电势零点的选取定义法叠加法：静电场的环路定理：电场力是保守力，静电场是保守力场，电场力做功与路径无关。无旋场2等势面：（1）在同一等势面上移动电荷,电场力作功恒为零;（2）电场线与等势面处处正交;（3）电场线方向指向电势降低方向;（4）若相邻等势面电势差相等等势面密处场强大；等势面疏处场强小。电势梯度：点电荷q电场中任意一点P的电势V()Vo均匀带电q的球面，任一点P的电势()3第6节静电场中的导体什么是导体？一、导体的静电平衡：导体内电荷不再移动（宏观

2、）感应电荷静电平衡条件：（1）AB（2）：导体内部的电场强度处处为零：导体是等势体导体表面是等势面4静电平衡条件：（1）（2）：导体内部的电场强度处处为零：导体是等势体导体表面是等势面（3）导体表面上的电场强度处处垂直于表面。二、导体上的电荷分布（1）导体内部无净电荷（2）处于静电平衡的孤立导体表面电荷分布：曲率越大：面电荷密度越大曲率越小：面电荷密度越小曲率为负（凹进去）：更小无外场、自身带电为QS5演示：电荷曲率分布（3）导体外表面上各处的面电荷密度与该处表面附近的E大小成正比是导体表面电荷及外面电荷的合场强!是表面附近，无限接近表面的场强证明：注根

3、据高斯定理则有如图取高斯面S即内6放电！放电！+++++++++++++++曲率越大（尖端）面电荷密度越大尖端放电+++表面电场越大光晕等离子体7演示实验：(1)尖端放电(2)富兰克林轮静电场中导体的电荷分布特点（1）导体内部无净电荷（2）处于静电平衡的孤立导体表面电荷分布：曲率越大：面电荷密度越大（3）导体表面电场的大小尖端放电+++光晕等离子体8尖端放电的应用与防止1避雷针静电复印21.图片经过照明，反射成像2.像落在光导硒鼓上，光导硒鼓对光照敏感（遇光电阻极度下降），形成了一个静电潜像。3.一种与静电潜像上电荷相反的显影墨粉就会被吸引过去4.纸张经过，形

4、成图像9静电除尘3细丝电极除尘前除尘后10三、导体壳与静电屏蔽（1）体内有空腔，腔内无其它带电体时高斯定理：如图高斯面->内部电荷代数和为0.假设导体内表面上的a点处有电荷q>0，b点q<0.相矛盾导体上的电荷全分布在外表面！静电平衡时,导体内部电场处处为零.则a、b两点的电势差为又11内表面无电荷腔内（无场区）外部电场不影响内部——静电屏蔽屏蔽外场（2）体内有空腔，腔内有其它带电体时QqS----------+q内导体内表面上分布有电荷内根据电荷守恒:外12导体壳感应带电：内表面电荷与腔内电荷等值异号（用高斯定理可证明）外表面电荷与腔内电荷等值同号（若导体壳带电

5、Q则外表面上电荷为Q+q）内部电场不影响外部导体壳接地：——静电屏蔽------++++++屏蔽内场q++++++13汽车是个静电屏蔽室14腔内电荷q移动时：改变，腔内电场分布情况改变。不变，壳外电场分布不变。移动前的情况移动后的情况内表面带电总量“–q”不变，外表面带电总量“+q”不变，讨论内？外？q15二、有导体存在时静电场的分析与计算高斯定理:静电平衡条件：电荷守恒电场迭加原理：电势:16例、一金属平板，面积为S带电Q，在其旁放置第二块同面积的不带电金属板。求（1）静电平衡时，电荷分布及电场分布。（2）若第二块板接地？忽略边缘效应。忽略边缘效应：无线大平板

6、高斯定理静电平衡：电荷分布在导体表面上电荷守恒：分析：先假设为正17.P解：（1）设四个面上电荷面度为1234则有如图取高斯柱面可得导体内任意一点P的场强E=0联立求解可得按电场叠加原理可求得EAEBECABC18（2）第二板接地，其与大地构成一导体联立求解电荷守恒高斯定理静电平衡EP=0EB.P解：则有ABC电场叠加求得19例、半径为R的金属球与地相连接，在与球心相距d=2R处有一点电荷q(>0)，问:球上的感应电荷q'=?解：需保证球体上处处电势球心处：Vo=0V=0q'=q？问题的关键是：球心不一定！要受“+q”的制约。---------q球上q分布

7、不均匀代入上式金属球接地q全部跑掉？20例、金属球A带电q1=110–9C,外有一同心金属球壳B带电q2=310–9C,并且R1=2cm,R2=5cm,R3=10cm求（1）若B接地，VA、VB各等于多少？（2）若A接地(地在无限远),A、B球上电荷分布及电势？解：静电感应（1）B接地VB=0=270V则21（2）若A接地,A、B球上电荷分布及电势？解：球壳B内表面带电球壳B外表面带电q1q2?q1是否全跑掉？（2）则有q1=110–9Cq2=310–9C22作业6T16-1923