一 靜電感應(yīng) 靜電平衡條件 導(dǎo)體的特點(diǎn)：有大量帶負(fù)電的自由電子和帶正電的晶體點(diǎn)陣構(gòu)成,但若是導(dǎo)體整體不帶電,則無論對(duì)導(dǎo)體整體或是導(dǎo)體中某一小部分來說,負(fù)電荷的總量是相等的,呈電中性

1、靜電感應(yīng)靜電感應(yīng) 靜電平衡條件靜電平衡條件導(dǎo)體的特點(diǎn)導(dǎo)體的特點(diǎn)：+靜電感應(yīng)現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象0e0e+結(jié)論結(jié)論：導(dǎo)體是等勢(shì)體：導(dǎo)體是等勢(shì)體0ee0e靜電平衡條件靜電平衡條件(1)導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零, ,且沒有凈電荷；且沒有凈電荷；(3)導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?qū)w表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向, ,都與導(dǎo)體表面垂直都與導(dǎo)體表面垂直. .(2)感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體表面感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體表面；二二 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布上電荷的分布1 1 實(shí)心導(dǎo)體實(shí)心導(dǎo)體0e+0es0e0iq結(jié)論結(jié)論: : 凈電荷只凈電荷只分布在導(dǎo)體表面分布在導(dǎo)體表面靜電平衡

2、條件靜電平衡條件(1)導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零, ,且沒有凈電荷；且沒有凈電荷；(3)導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?qū)w表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向, ,都與導(dǎo)體表面垂直都與導(dǎo)體表面垂直. .(2)感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體表面感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體表面；結(jié)論結(jié)論：導(dǎo)體是等勢(shì)體：導(dǎo)體是等勢(shì)體二二 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布上電荷的分布1 1 實(shí)心導(dǎo)體實(shí)心導(dǎo)體00d1isqse，2 2 有空腔導(dǎo)體有空腔導(dǎo)體 空腔內(nèi)無電荷空腔內(nèi)無電荷1s結(jié)論結(jié)論：電荷分布在外表面：電荷分布在外表面2s00d2isqse，電荷分布在表面電荷分布在表面1 1 實(shí)心導(dǎo)體實(shí)心導(dǎo)體結(jié)論結(jié)論:

3、 : 凈電荷只分布在導(dǎo)體表面凈電荷只分布在導(dǎo)體表面q 空腔內(nèi)有電荷空腔內(nèi)有電荷q2s00d1isqse，qq內(nèi)q1s電荷分布在表面上電荷分布在表面上內(nèi)內(nèi)表面上有電荷嗎？表面上有電荷嗎？00d2isqse， 結(jié)論結(jié)論 當(dāng)不帶電的導(dǎo)體空腔內(nèi)有電荷當(dāng)不帶電的導(dǎo)體空腔內(nèi)有電荷 時(shí)時(shí),內(nèi)表內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號(hào)等值異號(hào)的電荷的電荷 ，外表面外表面有感應(yīng)電荷有感應(yīng)電荷 （電荷守恒）（電荷守恒）qqq思考：思考： 前面考慮的是由外電場(chǎng)作用下導(dǎo)體電前面考慮的是由外電場(chǎng)作用下導(dǎo)體電荷的分布荷的分布,如果沒有外電場(chǎng)，導(dǎo)體上的電荷是如果沒有外電場(chǎng)，導(dǎo)體上的電荷是如何分布的？如何分布的？ 討論：

4、一個(gè)孤立導(dǎo)體，帶電量為討論：一個(gè)孤立導(dǎo)體，帶電量為q，電荷均勻分布，電荷均勻分布在球體表面，球內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零，其表面附近的在球體表面，球內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零，其表面附近的場(chǎng)強(qiáng)處處垂直于球面，如果在導(dǎo)體附近放一個(gè)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處垂直于球面，如果在導(dǎo)體附近放一個(gè)點(diǎn)電荷電荷q，在靜電平衡后，下列說法正確的：，在靜電平衡后，下列說法正確的：a感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零b導(dǎo)體球表面電荷分布不變，電荷導(dǎo)體球表面電荷分布不變，電荷q 在導(dǎo)體內(nèi)部激在導(dǎo)體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零c導(dǎo)體球表面的電荷分布發(fā)生變化，電荷導(dǎo)體球表面的電荷分布發(fā)生變化，電荷 q 在導(dǎo)體在導(dǎo)

5、體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零d感應(yīng)電荷、電荷感應(yīng)電荷、電荷q 和和q 在導(dǎo)體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處在導(dǎo)體內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零處為零+e 為表面電荷面密度為表面電荷面密度 作錢幣形高斯面作錢幣形高斯面s s3 3導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷面密度的關(guān)系導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷面密度的關(guān)系0dsses0sse0e表面電場(chǎng)強(qiáng)度與該表表面電場(chǎng)強(qiáng)度與該表面電荷面密度成正比面電荷面密度成正比0e+注意注意 導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周圍環(huán)境有關(guān)導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周圍環(huán)境有關(guān). .4導(dǎo)體表面電荷量分布特點(diǎn)導(dǎo)體表面電荷量分布特點(diǎn); 尖端放電現(xiàn)象尖端放電現(xiàn)象e, 0帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng)

6、，可使尖端附近的空氣帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng)，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即尖端放電尖端放電 .尖端放電(電風(fēng)實(shí)驗(yàn))：+ +尖端放電也有很廣泛的尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用應(yīng)用 如如.然而尖然而尖端放電會(huì)損耗電能端放電會(huì)損耗電能, 還會(huì)干擾精密測(cè)量和對(duì)通訊產(chǎn)還會(huì)干擾精密測(cè)量和對(duì)通訊產(chǎn)生生危害危害 . 尖端放電現(xiàn)象的尖端放電現(xiàn)象的利利與與弊弊三三 靜電屏蔽靜電屏蔽 1 1屏蔽外電場(chǎng)屏蔽外電場(chǎng)e外電場(chǎng)外電場(chǎng) 空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng)空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng), , 使空腔內(nèi)物體不受外電使空腔內(nèi)物體不受外電場(chǎng)影響場(chǎng)影響. .這時(shí)這時(shí), ,整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔

7、內(nèi)的電勢(shì)也必處處相等整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢(shì)也必處處相等. .e空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)q接地空腔導(dǎo)體將使接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受空腔外部空間不受空腔內(nèi)的電場(chǎng)影響內(nèi)的電場(chǎng)影響. 問：?jiǎn)枺嚎臻g各部空間各部分的電場(chǎng)強(qiáng)度如何分的電場(chǎng)強(qiáng)度如何分布分布 ？導(dǎo)體接地會(huì)導(dǎo)體接地會(huì)使導(dǎo)體的電荷總量使導(dǎo)體的電荷總量變?yōu)榱銌嶙優(yōu)榱銌幔拷拥貙?dǎo)體電勢(shì)為零接地導(dǎo)體電勢(shì)為零q 2 2屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng)屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng)+q1r2r3rqq 例例 有一外半徑有一外半徑 和內(nèi)半徑和內(nèi)半徑 的金屬球殼，在球殼內(nèi)放一半徑的金屬球殼，在球殼內(nèi)放一半徑 的同心金的同心金屬球，若使球殼和金屬球均帶有屬球，若使球殼和金屬球均帶有 的

8、正電荷，的正電荷，問問 兩球體上的電荷如何分布？球心的電勢(shì)為多少？?jī)汕蝮w上的電荷如何分布？球心的電勢(shì)為多少？ cm101rcm72rcm53rc108q解解 根據(jù)靜電平衡的條件求電荷分布根據(jù)靜電平衡的條件求電荷分布)(031rre0s2232d,qserrr作球形高斯面作球形高斯面2s2024rqe1s2sr作球形高斯面作球形高斯面1s1r2r3r)(031rre)(423202rrrrqe根據(jù)靜電平衡條件根據(jù)靜電平衡條件)(0213rrre0d0s33iiqse00s412d,4qqserrii)(421204rrrqe3sr4srqqq20dlevo112233dddd43201rrrrrrlelelele)( 031rre)(423202rrrrqe)( 0213rrre)( 421204rrrqev1031. 2)