静电场电介质II课件.ppt

《静电场电介质II课件.ppt》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、§6-7静电场中的导体导体处在电场中自由电子定向运动改变导体的电荷分布（静电感应）改变电场分布平衡状态静电平衡导体的静电感应过程无外电场时无外电场时导体的静电感应过程加上外电场后，电子宏观定向运动。E外导体的静电感应过程加上外电场后+E外负电荷积聚正电荷积聚导体达到静电平衡+++++E感E外EE外E感+==内01静电平衡状态：导体内和导体表面没有电荷定向运动的状态。2静电平衡条件（特点）：①导体内部电场强度处处为零；②导体表面的电场强度和导体表面相垂直；③导体是等势体，导体表面是等势面。一导体的静电平衡二静电平衡导体上的电

2、荷分布1导体内部各处净电荷为零，电荷只能分布在导体表面PSE=02导体表面各点的电荷面密度与该点的电场强度大小成正比3孤立导体静电平衡时，电荷面密度与表面各处的曲率有关尖端附近电荷密度大静电平衡导体三尖端放电现象孤立导体，尖端附近电荷面密度大。尖端附近电场强度大。通常空气中存在着少量的离子。在带电体附近的强电场作用下，与尖端所带电荷符号相反的离子，会被吸引过来，与尖端上的电荷中和—尖端放电尖端放电雷击尖端利用尖端放电—避雷针在建筑物上安装避雷针，当带电的云层接近安装了避雷针的建筑物时，放电在云层和避雷针之间

3、进行，消除了雷击对建筑物的威胁。避雷针必须和大地良好接触！防止尖端放电高压输电线—光滑粗导线高电压仪器—表面光滑静电除尘§6-8空腔导体内外的静电场S若导体空腔内没有其他带电体，则内表面上没有电荷。一空腔内无电荷静电平衡时，空腔的内表面没有电荷分布。AB若导体空腔内没有其他带电体，则内表面上不同地点不可能出现等量异号电荷。不可能导体是等势体VA>VB当导体空腔处在外电场中时，空腔导体外的带电体，只会影响空腔外表面的电荷分布，从而改变空腔外的电场分布。导体内部和空腔内部的场强总为零。空腔导体外的带电体，对空腔内部的电场没有影响。空腔内

4、壁感应等值的异号电荷，空腔外壁感应等值的同号电荷。+q-q二空腔内有带电体+q-q空腔导体接地时，空腔内带电体对腔外电场没有影响。三静电屏蔽空腔导体外的带电体，对空腔内部的电场没有影响。空腔导体接地时，空腔内带电体对腔外电场没有影响。—静电屏蔽导体空腔内的电场不受外界的影响，或利用接地的空腔导体将腔内带电体对外界的影响隔绝的现象静电屏蔽现象的应用电磁测量仪器高压电器设备—安装金属网罩高压带电作业—屏蔽服导体空腔静电屏蔽的实质：空腔表面的感应电荷抵消了外（内）部带电体在腔内（外）空间激发的电场。金属网罩住小老鼠例：设点电荷q处在导体球

5、壳中心，壳的内外半径分别为R1和R2，求电场强度和电势的分布，画出E—r和V—r曲线。R1R2q(1)场强分布①电场对称性—球对称②过场点P作同心球面—高斯面R1R2q③应用高斯定理P（a）rR2作球形高斯面，应用高斯定理(2)电势分布电势分布也具有球对称性（a）空腔内rR2分段积分oR1R2roR1R2r（3）E—r和V—r曲线E—rV—rEV[例]半径为R的不带电导体球附近有一点电荷q，它与球心O相距d，

6、求(1)导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度及此时球心处的电势；(2)若将导体球接地，球上的净电荷为多少？球心O处电场强度为零，是±q’和q的电场叠加的结果即解(1)建立如图所示的坐标系设导体球表面感应出电荷q’因为所有感应电荷在O处的电势为(2)导体球接地：解得设球上的净电荷为q1例：有一块大金属平板，面积为S，带有总电量Q。今在其近旁平行地放置第二块大金属板，此板原来不带电。求静电平衡时，两金属板上的电荷分布。Q解：由于静电感应，两块金属板上电荷重新分布。1234QABA板B板电荷守恒静电平衡条件1234QA

7、BMNEM=0EN=0两板相向的侧面，电荷面密度大小相等，但符号相反；两板相背的侧面，电荷面密度大小相等，并且符号相同。电荷分布1234QABⅠⅡⅢⅠ区：方向向左Ⅱ区：方向向右Ⅲ区：方向向右电场分布(1)求电场分布,球和球壳的电势U1和U2及它们的电势差△U;(2)用导线将球和球壳连接时场和电势怎样?(3)外球壳接地时怎样?(4)设外球壳离地面很远,若内球接地,电荷如何分布?U2为多少？[例]半径为r1的导体球带有电荷+q,球外有一个内外半径分别为r2、r3的同心导体球壳，壳上带有电荷+Q解：球壳内表面均匀分布电荷-q，球

8、壳外表面均匀分布电荷q+Q以同心球面作为高斯面有球的电势为球壳的电势为电势差为用导线连接球和球壳：球面上的电荷与球壳内表面电荷中和外球壳接地，即U2=0：球壳外表面上电荷为零，但导体球表面和球壳内表面上的电荷分布不变内球接地有U1＝0