第九章-1导体的静电感应讲解ppt课件.ppt

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1、第九章静电场中的导体与电介质本章研究的主要问题和重点内容1、静电场中导体的特点2、电容电容器概念与电容的计算方法3、静电场中的电介质主要问题4、静电场能量的表述重点内容5、关于静电的一些应用1、静电场中导体的特点2、电容的计算方法3、极化强度矢量、位移矢量和介质中的高斯定理4、静电场的能量密度和能流密度概念以及静电场能量的计算方法无外电场时，自由电子作无规则热运动，平均电荷密度为零。导体不显电性。++++++++++§9-1静电场中的导体一、静电感应静电平衡++++++++++加上外电场后,自由电子受到电场力的作用，发生定向移动。导体上的电荷将重新分布——静电感应导体的静电感应过程

2、导体的静电感应过程+++导体的静电感应过程+++++导体的静电感应过程+++导体的静电感应过程+++++导体的静电感应过程+++++导体的静电感应过程E外+++++++导体的静电感应过程E外++++++导体的静电感应过程E外++++++++导体的静电感应过程+E外+++++++++静电感应的结果：导体上的电荷不再作定向移动——静电平衡导体达到静电平衡++++++++++导体达到静电平衡感应电荷感应电荷导体的静电感应结果+达到静电平衡后E外+++++++++E内=01．导体的静电平衡条件①达到静电平衡时，导体内部的场强处处为零;②达到静电平衡时，导体表面的场强处处与表面垂直。静电平衡

3、：导体上的电荷不再移动。反证法：如果到体内的电场强度不为零，导体内的电子将受到电场力的作用而移动，不是静电平衡状态。反证法：如果到体表面处的场强不与导体表面垂直，导体表面的电子将受到沿表面方向电场力的作用而移动，不是静电平衡状态。（1）静电平衡时的电场强度条件+++++EE＝0反证法：等势体等势面静电平衡时导体是等势体，导体表面是等势面。且体内与表面电势相等。（2）静电平衡时的电势条件如果导体上任一两点的电势不相等，则导体内的电荷将发生移动，不是静电平衡状态。二.静电平衡时导体上的电荷分布1.导体内无净电荷（），电荷只分布于导体表面.1）实心导体（即只有外表面的导体）高斯面S静电平

4、衡条件净电荷只分布于外表面.净电荷只分布于外表面.实验：一种极酷的发型！2）空腔导体（有内、外表面），腔内无电荷包围内表面的高斯面S若则必然有处，电场线由沿电场线方向电势降低，导体内表面有电势差，与静电平衡条件：导体表面为等势面矛盾.所以净电荷只能分布于外表面.则净电荷只能分布于外表面电场线不能进入腔内，即：静电屏蔽.------+++++高压带电作业3）空腔导体，腔内有电荷空腔外表面电荷由电荷守恒决定.空腔内表面电荷与腔内电荷等值异号.紧贴内表面作高斯面S－q－－－－－思考：(1)空腔原不带电，腔内电荷q，腔内、外表面电量？(2)空腔原带电Q,腔内电荷q，腔内、外表面电量？(1)

5、空腔原不带电，腔内电荷q，腔内、外表面电量？(2)空腔原带电Q,腔内电荷q，腔内、外表面电量？-----------总的结论：静电平衡状态下，导体的净电荷只能出现在导体的表面上，导体内处处没有净电荷。2.空腔导体与静电屏蔽腔接地：内外电场互不影响.腔不接地：腔内不受腔外电荷影响腔外要受腔内电荷影响-----3.静电平衡时导体表面电荷面密度与表面紧邻处场强的关系过表面紧邻处P作平行于表面的面元,以为底，过P的法向为轴，作如图高斯面S。++++++++++++++++导体表面的的电荷面密度与导体表面的曲率半径有关：曲率半径越大处电荷密度越低；即：表面上越平坦处电荷密度越小，越尖锐处电荷

6、密度越大。避雷针的工作原理3.面电荷密度与导体表面曲率的关系尖端放电当带电体尖端场强很强的情况下，尖端附近的空气分子发生电离，产生尖端放电现象。导体静电感应小结⑴导体内部电场强度处处为零。⑵导体表面电场强度处处与表面垂直。(3)导体是等势体，导体表面是等势面。2、静电平衡时导体上的电荷分布净电荷分布在导体表面，电荷面密度与表面的曲率半径成正比；导体内处处无净电荷。3、导体表面的电场强度其中：是导体表面的电荷面密度1、导体静电平衡的条件三、有导体存在时场强和电势的计算电荷守恒定律静电平衡条件电荷分布要点:先确定导体上的电荷是如何分布的.[例]已知:导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁

7、边放入导体板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：解：(1)由静电平衡条件[例]已知:导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边放入导体板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：解：(1)由静电平衡条件b点：A板B板则：电荷分布场强分布A板左侧两板之间B板右侧由电荷守恒(2)将B板接地，求电荷及场强分布接地时a点：(2)将B板接地，求电荷及场强分布接地时a点：b点：A板电荷