靜電場中的導(dǎo)體課件

靜電場中的導(dǎo)體等勢(shì)面電場線導(dǎo)體:自由電荷在外場的作用下自由運(yùn)動(dòng)介質(zhì):束縛電荷只能在原子范圍內(nèi)活動(dòng)§4.1導(dǎo)體的靜電平衡條件靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體上的電荷和整個(gè)空間的電場都達(dá)到穩(wěn)定的分布。靜電平衡條件：（1）導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。（2）導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。

每一靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，其內(nèi)部的場強(qiáng)均為零，盡管各自都具有不同的電勢(shì)，當(dāng)它們彼此接觸時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致新的電荷分布與新的靜電平衡狀態(tài)，從而具有相同的電勢(shì)。1、導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷圖a

導(dǎo)體內(nèi)無凈電荷體的表面上，且導(dǎo)體上的電荷總是保持不變。圖b導(dǎo)體內(nèi)包括空腔內(nèi)表面均無凈電荷在靜電平衡時(shí)，不僅導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷，在空腔內(nèi)無其他帶電體的情況下，空腔內(nèi)表面也處處沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。在處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)，任取高斯面，如圖a，因故，處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部無靜電荷。電荷只能分布在導(dǎo)§4.2靜電平衡的導(dǎo)體上的電荷分布++--?思考:腔內(nèi)表面是否可帶等量異號(hào)電荷?______答案:空腔內(nèi)表面也處處沒有電荷!在2)的基礎(chǔ)上導(dǎo)體外殼接地,外表面無電荷.2、電荷在導(dǎo)體表面的分布bac圖導(dǎo)體表面電荷密度與表面曲率半徑有關(guān)對(duì)于孤立的帶電體，導(dǎo)體表面的電荷分布規(guī)律為：尖銳處,曲率大處（曲率半徑?。┟骐姾擅芏却笃骄徧?曲率小處（曲率半徑大）面電荷密度小帶電導(dǎo)體表面曲率大處大大曲率小處小小可見：§4.3

有導(dǎo)體存在時(shí)靜電場的分布與計(jì)算尖端放電與避雷針原理接靜電起電機(jī)四、靜電屏蔽1、空心導(dǎo)體的空腔內(nèi)不受外界電場的影響（a）（b）（c）2、放在接地的空心導(dǎo)體空腔內(nèi)的帶電體對(duì)外界也不產(chǎn)生影響3、靜電屏蔽的應(yīng)用例1、帶有電荷，半徑為的實(shí)心導(dǎo)體球，同心地罩上一個(gè)帶電，內(nèi)徑為，外徑為的導(dǎo)體球殼。試求：（1）靜電平衡時(shí)內(nèi)球和球殼的電荷分布；（2）如圖所示，A、B、C、D處的場強(qiáng)和電勢(shì)；（3）用導(dǎo)線把內(nèi)球和球殼相連，此時(shí)的電荷分布及A、B、C、D處的場強(qiáng)和電勢(shì)又如何？（1）據(jù)靜電平衡條件和高斯定理有：內(nèi)球：電荷均勻分布在球面；球殼：內(nèi)表面均勻分布；外表面均勻分布。ADCB（2）由高斯定理，可算得：所以（3）用導(dǎo)線把內(nèi)球與球殼相連，則內(nèi)球與球殼連成一導(dǎo)體整體。靜電平衡時(shí)，電荷只分布于導(dǎo)體表面，故內(nèi)球表面和球殼內(nèi)表面都不帶電，電荷均勻分布與球殼外表面，導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)為零，整個(gè)導(dǎo)體是一等勢(shì)體，即例2、如圖所示，在一接地導(dǎo)體A外有一電量為Q的點(diǎn)電荷，已知點(diǎn)電荷與球心距離為R，空腔A的外表面半徑為a，求：空腔A的外表面電量。ARQ由于球殼接地有，球內(nèi)沒有電荷分布，因此例2、如圖所示，在一接地導(dǎo)體A內(nèi)有同心帶電導(dǎo)體B，A外有一電量為Q的點(diǎn)電荷，已知點(diǎn)電荷與球殼B的球心距離為R，空腔A的外表面半徑為a，求：（1）空腔A的內(nèi)表面電量。（2）空腔A的外表面電量。ABRQ由于高斯面在球殼內(nèi)，故則得（1）通過球殼內(nèi)任一點(diǎn)作半徑為r的球形高斯面，并設(shè)空腔內(nèi)表面的感應(yīng)電荷為，應(yīng)用高斯定理有：（2