大学物理ppt教程课件§8-1静电场中的导体.ppt

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1、本章研究物质（导体、电介质）与静电场的相互作用。物质在电场作用下产生变化，而这些变化对电场产生的影响。第八章静电场中的导体和电介质物质与场是物质存在的两种形式.由于物质的固有电结构不同，所以不同物质处于外电场中时表现出的特性也就不同，电场做出的响应也不同。静电场与导体的相互作用静电感应导体内的电场介质极化电介质内的电场有物质存在时，电场仍然满足静电场与电介质的相互作用§8-1静电场中的导体一、静电平衡状态+++++++++感应电荷1.静电平衡状态：导体内部和表面都没有电荷的宏观移动。++++++++2)导体表面任何一点的场强都垂直表面。1)导体内部的电

2、场强度处处为零.外电场强度导体内电场强度感应电荷电场强度2.静电平衡条件二、导体达到静电平衡时的性质1、电势特点ab在导体内部任取两点a、b，电势差为结论：在静电平衡状态下，导体是一个等势体，导体表面是等势面。导体内部任意两点的电势差为零.++++++++++2、电荷分布特点（实心导体）p．结论：导体处于静电平衡时，电荷只分布在导体表面，导体内部无净电荷。在导体内部做一高斯面，因导体内部各点场强处处为零，则由高斯定理S可以取为无穷小，导体内部不可能有净电荷出现。3、电场分布特点（1）导体内部场强处处为零E=0（2）导体表面附近的场强大小：方向：垂直于导

3、体表面证明++++++++++为表面电荷面密度作钱币形高斯面S由高斯定理有+++++++++++表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比。思考：此E只是电荷S产生的，还是所有电荷产生的？导体形状周围环境导体表面平坦处，电荷面密度小.4导体表面电荷分布与导体形状的关系+++++++++导体表面电荷分布与孤立导体的面电荷分布仅与导体的表面曲率有关.有关导体表面凸出尖锐处，电荷面密度最大.5尖端放电危害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.尖端放电现象：导体表面曲率越大的地方,电荷分布的密度越大,电场强度大，大的场强导致空气电离，形成放

4、电辉光，电场能转化为光能、热能及空气分子的运动能量等。应用范德格拉夫起电机,静电复印机.++++++++++1空腔内没有带电体电荷会分布在导体的内表面上吗？则A、B间的电势差但导体是等势体，故内表面不带电。++--在导体内部做高斯面S，由于导体内场强处处为零，E＝0三、空腔导体与静电屏蔽由高斯定理反证法:假设内表面A处带正电，B处带负电结论：1）电荷只分布在导体外表面。2）导体腔内电场处处为零，与导体腔外有无电场、有无带电体无关。导体内部空间不受到导体外部电场的影响，此现象称为静电屏蔽现象。2空腔内有带电体再做高斯面S2将空腔内表面包围在导体内部做高斯

5、面S1，因导体内E＝0内表面上有电荷分布吗？电荷守恒定律,外表面电荷结论：1）导体内表面的带电量与腔内带电体的电量等量异号。2）导体腔内表面的电荷分布由腔内带电体空腔内表面形状二者决定3）腔内电荷分布和电场与腔外无关。4)腔内带电体位置的移动，不影响腔外电场。3、空腔导体接地空腔外表面不出现感应电荷，腔内带电体对腔外不产生任何影响。接地空腔导体可使腔内、腔外互不影响，实现完全的静电屏蔽。解：设四个面电荷密度分别为1，2，3，4如图做圆柱形高斯面例1AB为两个平行放置的无限大均匀带电导体平板，A板带电量qA,B板带电量qB,求两板四个表面上的电荷

6、面密度.B板内任取一点P又解得例2有一内半径R1和外半径R2的金属球壳，在球壳内放一半径R的同心金属球，金属球和球壳带电量分别为q和Q，问（1）两球体上的电荷如何分布？解：根据静电平衡的条件和电荷守恒求电荷分布小球上电量q均匀分布在表面在球壳紧贴内表面作高斯面S球壳外表面上有q+Q的电荷均匀分布球壳内表面上有-q的电荷均匀分布电荷守恒定律（2）内球的电势为多少？场强分布函数（3）外球的电势？