Ch導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場

第14章

靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體電場中的電介質(zhì)電容與電容器電場的能量1

電場電荷

電場物質(zhì)

物質(zhì)電結(jié)構(gòu)的差異決定了它們在靜電場中的性質(zhì)不同

導(dǎo)體

電介質(zhì)214.1靜電場中的導(dǎo)體

(Conductorsinelectrostaticfield)一靜電感應(yīng)靜電平衡條件+++++++++感應(yīng)電荷靜電感應(yīng)：處于外電場中的導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)等量異號電荷的現(xiàn)象。3++++++++++++4++++++++導(dǎo)體內(nèi)電場強度外電場強度感應(yīng)電荷電場強度5++++++導(dǎo)體是等勢體靜電平衡條件：（1）導(dǎo)體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零；（2）導(dǎo)體表面處的電場強度的方向,都與導(dǎo)體表面垂直.導(dǎo)體表面是等勢面導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等6二靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布++++++++++結(jié)論導(dǎo)體內(nèi)部無電荷1實心導(dǎo)體2有空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無電荷電荷分布在表面上內(nèi)表面上有電荷嗎？7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)表面無電荷）++++++++++矛盾導(dǎo)體是等勢體8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)論當空腔內(nèi)有電荷時,內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號的電荷，外表面有感應(yīng)電荷（電荷守恒）9+++++++++++為表面電荷面密度作錢幣形高斯面S3導(dǎo)體表面電場強度與電荷面密度的關(guān)系表面電場強度的大小與該表面電荷面密度成正比10靜電平衡時，孤立導(dǎo)體表面某處的電荷面密度與該處表面曲率有關(guān)，曲率越大（曲率半徑越?。┑牡胤诫姾擅芏纫苍酱?。++++++++++++++++++++++++++RRRR11帶電導(dǎo)體尖端附近電場最強帶電導(dǎo)體尖端附近的電場特別大，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，即尖端放電.尖端放電會損耗電能,還會干擾精密測量和對通訊產(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)象尖端放電現(xiàn)象的利與弊12<電風實驗>++++++++++<避雷針>尖端放電現(xiàn)象的利用1314

雷電

雷擊草地15分析方法:用電荷守恒用靜電平衡條件用高斯定理常見導(dǎo)體組:*板狀導(dǎo)體組*球狀導(dǎo)體組無限大的原不帶電的導(dǎo)體平板，求導(dǎo)體板兩表面的面電荷密度.例1.面電荷密度為的無限大均勻帶電平板旁有一三.有導(dǎo)體存在時靜電場的分析與計算16E0·E2

E10

1

2解：設(shè)導(dǎo)體兩表面的面電荷密度分別為由電荷守恒有由導(dǎo)體內(nèi)場強為零有則有、

(在未求出結(jié)果前，、均看作正)17思考：例1中如果導(dǎo)體板接地，下面結(jié)果正確嗎?

0

-0/2

000

0/2意味著無窮遠處的電荷可以跑到導(dǎo)體上來，導(dǎo)體與無窮遠處等勢，導(dǎo)體電勢為零。正確結(jié)果

0

-0

0導(dǎo)體的接地：18

例2有一外半徑和內(nèi)半徑的金屬球殼，在球殼內(nèi)放一半徑的同心金屬球，若使球殼和金屬球均帶有的正電荷，問兩球體上的電荷如何分布？球心的電勢為多少？解根據(jù)靜電平衡的條件求電荷分布作球形高斯面作球形高斯面19根據(jù)靜電平衡條件20如圖所示,導(dǎo)體球附近有一點電荷q。解接地即由導(dǎo)體是個等勢體O點的電勢為0則接地后導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的電量設(shè)感應(yīng)電量為Q

0？例3求21四靜電屏蔽(Electrostaticshielding)1屏蔽外電場外電場這時,整個空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢也必處處相等.空腔導(dǎo)體屏蔽外電場空腔導(dǎo)體可以屏