高二物理競(jìng)賽靜電平衡的導(dǎo)體上的電荷分布 課件

++++++++++結(jié)論：導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷1.

實(shí)心導(dǎo)體2.

有空腔導(dǎo)體

空腔內(nèi)無(wú)電荷1靜電平衡的導(dǎo)體上的電荷分布一.處于靜電平衡的導(dǎo)體，其內(nèi)部各處凈電荷為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。電荷分布在表面上++--疑問(wèn)：內(nèi)表面上有電荷嗎？注意：封閉面S

內(nèi)的總電荷為零存在兩種可能：導(dǎo)體的內(nèi)表面無(wú)電荷；一是導(dǎo)體的內(nèi)表面上一部分帶正電，另一部分帶負(fù)電，但其代數(shù)和為零。++--若內(nèi)表面帶電所以內(nèi)表面不帶電

結(jié)論：電荷分布在外表面上（內(nèi)表面無(wú)凈電荷）矛盾導(dǎo)體是等勢(shì)體++++++++++

空腔內(nèi)有電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？結(jié)論：當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí)，內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號(hào)的電荷，外表面有感生電荷（電荷守恒）。+++++++++++

為表面電荷面密度作錢幣形高斯面

S結(jié)論：處于靜電平衡的導(dǎo)體，其表面上各處的面電荷密度與當(dāng)?shù)乇砻婢o鄰處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比。注意：電場(chǎng)實(shí)際上是所有電荷（包括該導(dǎo)體上的全部電荷以及導(dǎo)體外現(xiàn)有的其它電荷）產(chǎn)生的，E是這些電荷的合場(chǎng)強(qiáng)。+++++++++++作錢幣形高斯面

S三.導(dǎo)體表面電荷分布：孤立的導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，它的表面各處的面電荷密度與各處表面的曲率有關(guān)，曲率越大的地方，面電荷密度也越大。+++++++++結(jié)論：導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀有關(guān)。1.對(duì)于孤立的球形帶電導(dǎo)體，由于球面上各部分的曲率相同，所以球面上電荷的分布是均勻的，面電荷密度在球面上處處相同。帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng)帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大，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——尖端放電2.尖端放電現(xiàn)象討論尖端放電會(huì)損耗電能,還會(huì)干擾精密測(cè)量和對(duì)通訊產(chǎn)生危害。然而尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用。

尖端放電現(xiàn)象的利與弊弊利高壓輸電線高壓電氣設(shè)備火花放電設(shè)備避雷針<避雷針>尖端放電現(xiàn)象的利用世界上發(fā)明避雷針最早的應(yīng)該是中國(guó)?！裘绹?guó)的富蘭克林發(fā)明的？漢武帝時(shí)期：“鴟尾，東海有魚(yú)虬，噴浪則雨降，尾似鴟，因以為名。漢柏梁臺(tái)災(zāi)，越巫上厭勝之法，遂設(shè)鴟魚(yú)之象于屋脊?！?/p>

——宋龐元英《文昌弈錄》

雷電

雷擊草地例：有兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的球形帶電導(dǎo)體，大、小球半徑分別為R

和r，用一根很長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線連接起來(lái)。求兩球面電荷密度之比。RrQq分析：設(shè)連接后，大、小球面電荷分別為Q

和q。由于兩球相距很遠(yuǎn)，可認(rèn)為是孤立導(dǎo)體，電荷均勻分布，且設(shè)面電荷密度分別為σ1和σ2。兩球連接后成一整體，電勢(shì)相等，即：對(duì)大球：對(duì)小球：結(jié)論：電荷面密度與曲率半徑成反比，即與曲率成正比。曲率越大，電荷面密度越大。討論題：1.將一個(gè)帶電+q、半徑為RB

的大導(dǎo)體球B

移近一個(gè)半徑為RA而不帶電的小導(dǎo)體球A，試判斷下列說(shuō)法是否正確。B球電勢(shì)高于A球。以無(wú)限遠(yuǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，A球的電勢(shì)

。在距B

球球心的距離為r(r>>RB)

處的一點(diǎn)