（精）第三章静电场中的导体修改.ppt

* 例题分析 基本概念 教学基本要求 第三章 静电场中的导体 一、教学基本要求 了解静电平衡状态及平衡条件。 第三章 静电场中的导体 二、基本概念 静电平衡条件下的电荷分布 静电平衡 条件 静电平衡 状态 导体的静电平衡状态 ： 导体内部及表面上的电荷都无宏观定向运动的状态，称为导体的静电平衡状态。 导体的静电平衡条件： (1)导体内部任一点场强为零； (2)导体表面附近任一点场强方向与表面垂直。 根据静电平衡条件可推出： (1) 导体是等势体；(2)导体表面是等势面。 静电平衡下导体的电荷分布： (1)导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的表面上。 (2)导体外，靠近导体表面附近某点的电场强度大小为 （式中 是该点附近导体表面电荷面密度） (3)孤立导体表面的电荷面密度与表面的曲率有关。 例题1 1、当一个带电导体达到静电平衡时，正确的说法是[ ]。 (A)表面上电荷密度较大处电势较高； (B)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零; (C)导体内部的电势比导体外表面的电势高； (D) 表面曲率较大处电势较高。 例题2 2、在一个不带电的金属球壳的球心处，放一点电荷 ，若将此点电荷偏离球心，该金属球壳的电势[ ]。 (A)升高； (B) 不变； (C) 降低； (D)不能确定 例题3 3、厚度为d的无限大带电导体板，两表面的电荷均匀分布，面密度皆为 ，则板外两侧的电场强度的大小为[ ]。 (A) (B) (C) (D) 例题4 4、两个同心的薄金属球壳，半径为R1，R2（R1R2)，若分别带上电量 和 的电荷，则两者的电势分别为 和 （选择无限远处为电势零点）。现用细导线将两球壳连接起来，则它们的电势为[ ]。 (A) (B) (C) (D) 例题5 5、在半径为R的金属球内偏心地挖出一个半径为r的球形空腔，如图所示，在距空腔中心点d (rR)处放一点电荷q，金属球带电-q，则O’点的电势为[ ]。 （A） （B） （C）0 （D）因q偏离球心而无法确定 例题6 6、如图所示,一无限大均匀带电平面附近设置一与之平行的无限大平面不带电导体板。已知带电平面的电荷面密度为 ，则导体板两表面的感应电荷面密度分别 为= ， = 。 解：在无限大导体板内任选一点p ，则p点的场强为0.即 根据电荷守恒得 两方程联立解得 例题7 7、如图所示，三个面积为S、带电量为q的导体板平行放置。现将A、B板用极细的导线连接，C板用极细的导线接地（大地为零电势）。达到静电平衡后，六个平面中电荷分布面密度为0的 平面。（填写平面序号1~6) 1 2 3 4 5 6 A B C 1 2 3 4 5 6 P 解：如图所示 根据电荷守恒得 导体板达到静电平衡特征时 即 解得 例题8 8、如图所示,三个面积相等且很大的平行金属板 A、B、C，S=0.2m2，A和B之间的距离为d1=0.04m，A和C之间的距离为d2=0.02m，B和C都接地；如果使A板带电量为qA=3.0×10-7C，求（1）B和C板上的感应电荷qB，qC？（2）A的电势UA？ A B C d1 d2 解：如图所示，设A板两侧的电荷面密度分别为 和 ，A、B板和A、C板间电场强度分别为 和 。 根据电荷守恒得 导体板达到静电平衡特征时 因为B和C板均接地，所以 即 A B C d1 d2 （1）B和C板上的感应电荷 （2）A板的电势 A B C d1 d2 例题9 9、如图所示，一平行板电容器两极板面积都是S，相距为d，分别维持UA=V，UB=0不变。把一块带电量为q的导体薄片C插入两极板的正中间，导体片面积也是S，求薄片C的电势UC？ A B C S V 0 解：如图所示，仅有A、B两板时，两板间的电场为均匀电场，电场强度为E1，方向有A指向B。当仅有C板，因为C板较薄，可以当做电荷为q、面积为S的无限大的均匀带电平面，C板在它的两侧产生的电场强度大小相等，都为 ，方向如图所示。 A B C S V 0 A B C S V 0 A、B、C三板同时存在时的电场强度为两电场强度的叠加。结果为C、B间的电场强度ECB=E1+E2；A、C间的电场强度为ECA=E1-E2；C、B两板间的电势差为 例题10 10、如图所示，有三块互相平行的导体板，外面的两块用导线连接，原来不带电。中间一块上所带电荷总面密度为