4.靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(精)

1、6.4 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)一.導(dǎo)體的靜電平衡條件1靜電感應(yīng)與靜電平衡2.導(dǎo)體靜電平衡的條件電場(chǎng)：E內(nèi)=0E知i丄導(dǎo)體表面電勢(shì)：導(dǎo)體是等勢(shì)體表面是等勢(shì)面二.導(dǎo)體上電荷的分布1.靜電平衡導(dǎo)體的內(nèi)部無(wú)凈電荷凈電荷在表面證明：在導(dǎo)體內(nèi)任取體積元du由高斯定理rE-dS=O=pdv =匕Ja體積元導(dǎo)體中各處0 = 0fb Ed=0o2孤立帶電導(dǎo)體電荷分布由實(shí)驗(yàn)可得以下定性的結(jié)論:在表面凸出的尖銳部分電荷面密度較大,在比較平坦部分電荷面密度較小，在表面凹進(jìn)部分帶電面密度最小。三.導(dǎo)體場(chǎng)強(qiáng)的分布設(shè)導(dǎo)體表面電荷面密度為“X,兒Z) )P是導(dǎo)體外緊靠導(dǎo)體表面的一點(diǎn)，相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為y, z)根據(jù)高斯定理：蟲

2、E d= 述+-dS+E-dSS上底下底B 入 導(dǎo)體球孤立帶電1(T 0C P例 兩球半徑分別為&、Rlt帶電量山、q2,設(shè)兩球相距很遠(yuǎn), 當(dāng)用導(dǎo)線將彼此連接時(shí)，電荷將如何分布?解 設(shè)用導(dǎo)線連接后，兩球帶 電量為q qf2N + Q；= Qi + 72兩球電勢(shì)相等亦。尺山=?-4碼27j_2 = =_ q2勺必兀冬R2RX24磚0/?2避雷針、引雷針、接閃桿四空腔導(dǎo)體的靜電平衡如果有空腔且空腔中無(wú)電荷，可證明電荷只分布在外表面。如果有空腔且空腔中有電荷，則在內(nèi)外表面都有電荷分布， 內(nèi)表面電荷與q等值異號(hào)。如果有空腔且導(dǎo)體接地，則腔內(nèi)、腔外的場(chǎng)互不影響（靜電屏蔽）靜由屏蔽魔術(shù)師大衛(wèi)布萊恩

3、成功完成為期72小時(shí)的高壓電擊表演五電介質(zhì)的極化1靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)無(wú)介質(zhì)時(shí),場(chǎng)強(qiáng)為Eo高壓作業(yè)介質(zhì)電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)ni介質(zhì)中電場(chǎng)減弱2.電介質(zhì)的極化機(jī)制無(wú)外場(chǎng)時(shí) （熱運(yùn)動(dòng)）有外場(chǎng)時(shí)無(wú)極分子電介質(zhì)無(wú)極分子土p = 0P = ql有極分子+（無(wú)整體對(duì)外不顯電性（有極分子電介質(zhì)）束縛電荷 bGxasoE-E + E（分子）位移極化有極分子電介質(zhì)束縛電荷 k（分子）取向極化3.電介質(zhì)的高斯定理無(wú)電介質(zhì)時(shí)f E0-dS= r0ASJs。加入電介質(zhì)令 D = （）龍=8 E 丄方dV =工務(wù)內(nèi)i血方df =工%內(nèi)i通過(guò)高斯面的電位移通量等于高斯面所包圍的自由電荷 的代數(shù)和， 與極化電荷及高斯面外電荷無(wú)關(guān)