静电场和稳恒电场

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1、一、导体的静电平衡无外电场时静电场中的导体和电介质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++++++++++++++

2、+++++导体达到静平衡E外E感感应电荷感应电荷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。等势体等势面导体内导体表面处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度处处为零，整个导体是个等势体。静电平衡条件处于静电平衡状态的导体的性质：1、导体是等势体，导体表面是等势面。2、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、导体以外，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的关系为详细说明如下:金属球放入前电场为一均匀场1、导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。金属球放入后电力线发生

3、弯曲电场为一非均匀场+++++++2、导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面上。++++++++++++++++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。对于静电场中的孤立带电体而言,导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关:3、导体表面上的电荷分布导线证明:即用导线连接两导体球则表面附近作圆柱形高斯面4、导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂直，大小与该处导体表面电荷面密度e成正比。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”，避雷针原理

4、在此。二、导体壳和静电屏蔽1、空腔内无带电体的情况腔体内表面不带电量，腔体外表面所带的电量为带电体所带总电量。导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。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、空腔内有带电体+3、静电屏蔽接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；++++电荷守恒定律静电平衡条件电荷分布三、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

5、体板B。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，中和例3.一带正电荷的物体M，靠近一原不带电的金属导体N，N的左端感生出负电荷，右端感生出正电荷．若将N的左端接地，

6、如图所示，则(A)N上有负电荷入地．(B)N上有正电荷入地．(C)N上的电荷不动．(D)N上所有电荷都入地．思路:√接地后N就是地球的一部分,在M电场作用下只能带负电,就是说N上有正电荷入地.(本题选自静电场中导体与电介质练习一)练习已知:两金属板带电分别为q1、q2求：1、2、3、4有极分子：分子正负电荷中心不重合。无极分子：分子正负电荷中心重合；电介质CH+H+H+H+正负电荷中心重合甲烷分子+正电荷中心负电荷中心H++HO水分子——分子电偶极矩四、电介质的极化≠01.无极分子的位移极化无外电场时+++++++极化电荷极

7、化电荷加上外电场后2.有极分子的转向极化+++++++++++++++++++++++++++无外电场时电矩取向不同两端面出现极化电荷层转向外电场加上外场*五、电极化强度和极化电荷1、电极化强度(矢量)单位体积内分子电偶极矩的矢量和描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。极化电荷表面极化电荷2、极化电荷和极化强度关系(1)均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。(2)在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等于该闭合曲面内极化电荷总量的负值。无限大均匀电介质中充

8、满电场空间的各向同性均匀电介质内部的场强大小等于真空中场强的倍，方向与真空中场强方向一致。介质中的场极化电荷的场自由电荷的场*六、电介质中的电场1、线性各向异性电介质它表示张量在坐标中的9个分量，叫做电介质的极化率张量。的关系是线性关