导体和介质中静电场.pptVIP

* 第二章 静电场中的导体和电介质 导体或电介质 外加场 净电荷 衍生场 总场强 = + 平衡 分布? 分布? 分布? 导体 晶格点阵+自由电子气 外加场 感应电荷 衍生场 总场强 = + 静电平衡 分布? 分布? 分布? §2.1 静电场中的导体(conductor) 铜的自由电子数密度约 一.静电平衡时导体上 、 、 的分布 (一) 分布: 内部 ; 表面外侧 表面, ; 孤立导体 ; (二) 分布: 导体是等势体,表面是等势面. (三) 分布: 内部 ; 表面 : 导体空腔:若腔内有 ,则内表面 ;若 ,则内表面 . 二.静电平衡时导体性质的应用 (一)尖端放电(point discharge) (二)静电屏蔽(eletrostatic shielding) ? Q + + + - - - q? 外场不影响内场 ? Q + + + - - - q? ?+q + - - - + + q - q + 外场不影响内场 q位置变不影响外场 q大小变将影响外场 ? Q - - - ?+q - - q - - 外场内场互不影响 三.有导体存在时静电场的分析与计算 原则: 1.静电平衡的条件 或 ; 2.基本性质方程 和 ; 3.电荷守恒定律 . [例1](习题2.4 )三块相同的金属平板A、B、C彼此平行, A与B、B与C之间的距离分别为a和b.今用导线将外侧两板A、C相连,并使中间板B带电Q. 这三块板的六个面上的电荷各为多少？ A B C a b Q 解:设各面的电荷如图; [例2] 半径为 ,带电量为 的金属球A与半径分别为 、 ,带电量为 的金属球壳B同心放置.求:①电量分布;②A和B的电势. 解: ①电量分布: ?球A的表面均匀分布 ; ?球壳B的内表面均匀分布 ; ?球壳B的外表面均匀分布 ; ②A和B的电势: [例3] 在半径为 的接地导体球附近距离球心为 处放置电量为 的点电荷.求:导体球上感应电荷的电量 . 解: ? ? ? ? ? Q [例4]两个相距很远的带电导体球,半径分别为R和r (R r).用一根导线将两球相连接.求两球表面的电荷面密度之比. 两球等势 解: 相距很远→ 忽略相互作用→ 电荷均匀分布 导线相连→ 孤立导体表面电荷面密度与曲率半径成反比. 本次作业： 2.2 2.5 1.静电平衡时导体上 、 、 的分布 (一) 分布: 内部 ; 表面外侧 表面, ; 孤立导体 (二) 分布: 导体是等势体,表面是等势面. (三) 分布: 内部 ; 表面 : 导体空腔:若腔内有 ,则内表面 ;若 ,则内表面 . 2.有导体存在时静电场的分析与计算 原则: 1)静电平衡的条件 或 ; 2)基本性质方程 和 ; 3)电荷守恒定律 . 上次课回顾 ·导体对电场的作用： 抵消外场 介质对电场的作用??? 电介质(绝缘体) 理论上无自由电子 外加场 极化(束缚)电荷 极化场 总场强 = + §2.2、§2.3 静电场中的电介质(dielectric