《大学物理(下)静电场导体.ppt

作业: 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 * §1 静电场中导体的静电平衡 一.导体的静电平衡 1.静电平衡定义 electrostatic quilibrium 第四章 静电场中的导体 当导体在外电场放置时，导体中的电荷在外 电场作用下，电荷将重新分布 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.导体静电平衡的条件 导体内部和表面无自由电荷的定向移动时，我们说导体处于静电平衡状态。 (1) 导体内部场强处处为0 (2)导体各点电势相等.即导体是等势体，表面是等势面。 时,导体处于静电平衡状态 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 二.导体上电荷的分布 由导体的静电平衡条件和静电场的基本性质，可以得出导体上的电荷分布。 1.导体体内处处不带电 证明：在导体内任取体积元 由高斯定理 ?体积元任取 证毕 导体带电只能在表面！ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 导体表面邻近处的场强与表面电荷面密度 成正比.且与导体表面垂直 3 孤立导体处于静电平衡时，它的表面 各处的面电荷密度与各处表面的曲率有 关，曲率越大的地方，面电荷密度越大。 尖端放电(point charge) 就与面电荷密度、场强 有关。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. §2 导体壳与静电屏蔽 electrostatic shielding 腔内 腔外 讨论的问题是： 1)腔内、外表面电荷分布特征 2)腔内、腔外空间电场特征 导体壳的几何结构 ?腔内、腔外 ?内表面、外表面 内表面 外表面 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 证明: S 与等势矛盾 ? 一.腔内无带电体 内表面处处没有电荷.电荷全分布在外表面上 或说，腔内电势处处相等。 在导体壳内紧贴内表面作高斯面S 高斯定理 若内表面有一部分是正电荷 一部分是负电荷 则会从正电荷向负电荷发电力线 证明了上述两个结论 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 空腔内表面不带任何电荷。 空腔内部及导体内部电场强度处处为零，即它们是等电势。 这些结论不受腔外带电体的影响， 腔外带电体与腔外表面电荷 在腔内场强总贡献为零 这是静电屏蔽的一种含义。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 二.腔内有带电体 (1)空腔内表面有感应电荷。 用高斯定律可证，内表面所带总电量 与空腔内带电体的电量相等、符号相反。导体空腔是等势体，腔内场强不为零，不等电位。 (2)空腔外表面上的感应电荷的电量与 内表面上的电量之和，要遵守电荷守 恒定律。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三.静电屏蔽的装置---接地导体壳 静电屏蔽： 腔内、腔外的场互不影响 腔内场 只与内部带电量及内部几何条件 及介质有关 腔外场 只由外部带电量和外部几何条件 及介质决定 Evaluation o