大学物理 李春贵 第4章 静电场 4.6 静电场中的导体新.pptVIP

上页 下页 - F - + E=0 - - - - - - + + + + + + 1. 静电感应： 由外电场引起的导体 表面电荷的重新分布 一、静电感应和静电平衡 2. 静电平衡： 导体内部和表面没有电荷的宏观定向运动。 4.6 静电场中的导体 静电感应过程 E 0 E 0 + 静电感应过程 E 0 + + 静电感应过程 E 0 + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + + + + 静电感应过程 E 0 + + + + + + + + + 静电感应过程 + E 0 + + + + + + + + + 静电感应过程 静电平衡 静电感应过程 静电平衡 + + + + + + + + + + （2）导体表面上任意一点的场强垂直于该点 的表面。 （1）导体内部的场强处处为零。 3. 静电平衡的条件： 二、静电平衡时导体上电荷的分布 (1) 静电平衡下,导体所带的电荷只能分布在体的表面上，内部无净电荷。 证明：在导体内任取体积元 由高斯定理 ?体积元任取 导体静电平衡时，电荷只能分布在导体表面！ 导体中各处 ? 如果有空腔,且空腔中无电荷,则 ? 如果有空腔,且空腔中有电荷,则 电荷只能分布在外表面！ 在内外表面都分布有电荷！ +q - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + (2) 静电平衡下时导体表面附近 ，方 向与导体表面垂直。 证明：设导体表面电荷面密度为 P 是导体外紧靠导体表面的一点,相应的电场强度为 + + + + ds + + + + ( 为导体外法线方向) (3) 孤立 导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 尖端放电 导体球 孤立带电 由实验可得以下定性的结论： 在表面凸出的尖锐部分(曲率是正值且较大)电荷面密度较大，在比较平坦部分(曲率较小)电荷面密度较小，在表面凹进部分带电面密度最小。 A B C 尖端放电现象 导体表面曲率半径愈小处(即曲率愈大处),电荷面密度愈大，电场也愈大，以致空气被击穿，从而形成尖端放电。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 在高压设备中,为了防止因尖端放电而引起的 危险和漏电造成的损失, 具有高电压的零部件的表 面必须做得十分光滑并尽可能做成球面。人们还 可以利用尖端放电。例如,火花放电设备的电极往 往做成尖端形状,避雷针也是利用尖端的缓慢放电 而避免“雷击”的。 三、空腔导体与静电屏蔽 1. 空腔导体的电荷分布 1）腔内没有电荷： 说明：电荷只分布在导体外表面上 + + + + + + + + + + + + + + + + S 问题：空腔内表面可否有等量异号电荷呢？ 说明：空腔内表面根本就无电荷(等量异号也不可能)。 2）腔内有电荷： 则空腔外表面就为q+Q。 + + + + + + + + + + + + + + + + S Q 在空腔内作任意形状的高斯面 2、静电屏蔽 1.空腔导体屏蔽外电场 外电场 q 2.接地空腔导体屏蔽内 外电场