[理学]5-静电场中的导体.ppt

在A板内任取一点P点 ，其场强为零，则 取正向如图 在B板内任取一点Q点，则 两板的外侧面带等量同号电荷； 两板的内侧面带等量异号电荷。 联立四式，得各表面面电荷密度分布为 取正向如图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 取正向如图 （2）电场分布可由场强叠加原理得 [讨论] ------电荷分布在极板内侧面 （1）若两板带等值异号电荷+q 和-q 方向向右 Ⅰ Ⅱ Ⅲ [讨论] （2）若两板带等值同号电荷+q ------电荷分布在极板外侧面 方向向左 方向向右 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 解： 设导体球表面感应出电荷?q’ [例2] 半径为R的不带电导体球附近有一点电荷?q，它与球心O相距为d，试求在静电平衡时： （1）导体球球心处的电势； （2）导体球上的感应电荷在球心处产生的电场强度； （3）若将导体球接地，导体球上的净电荷为多少？ 静电平衡时，导体球上的感应电荷的分布如图所示 （1）导体球球心处的电势是总电势 由电势叠加原理有 所有感应电荷在O处的电势为 点电荷q在O处的电势为 电荷守恒定律 即 球心O处总场强为零 球心处的场强是q的电场和±q’的电场叠加的结果 （2）建立如图所示的坐标轴 感应电荷在球心处的场强方向沿x轴正方向 （3）导体球接地： 导体球是等势体，则球心处的电势为 导体球与地球同电势，且U地球= 0 球上感应电荷的净电荷设为 而 解得 显然不为零 [例3] 半径为r1的导体球带有电荷+q，球外有一个内外半径分别为 r2 、r3的同心导体球壳，壳上带有电荷+Q。试求： （1）该系统电场场强的分布；导体球和球壳的电势U球和U壳，以及它们的电势差△U； （2）若把导体球壳的外表面接地，该则系统的场强和电势又怎样分布? （3）在最初的条件下，若外球壳离地面很远，而内球接地，电荷如何分布？球壳的电势U壳为多少？ 实验基础 库仑定律 电荷守恒定律 场的叠加原理 点电荷系 ②有能量 ③对导体、电介质作用 电场强度E 高斯定理 电势 静电场是保守力场 电势能Wa 环路定理 静电场 场源电荷 （静电荷） 相对于观察者静止的点电荷 物质性 ①存在力的作用 力 能量 感应 极化 电荷连续分布带电体 电场强度E和电势U重新分布 高斯定理，环路定理 静电场 导体 电介质 感应现象，感应电荷q/ 电荷分布满足电荷守恒定律 介质场中的高斯定理 极化现象，极化电荷q/ 电位移矢量D 介质场中的环路定理 电场的能量 电容器 第二章 静电场中的导体和电介质 基本内容 静电场中的导体 静电场中的电介质 导体的电容和电容器 静电场的能量 两个现象 三个概念 三类计算 两条定理 无外电场时 E 外 加上外电场后 E 外 加上外电场后 + E 外 加上外电场后 + + 加上外电场后 E 外 + + + 加上外电场后 E 外 + + + + + + + + + + 静电感应：外电场的作用导致导体中电荷重新分布而呈现出带电的现象 §1 静电场中的导体 一、导体的静电平衡 1.静电感应现象 现象2 现象1 静电平衡状态：导体内部和表面上都没有电荷的定向移动状态 2.导体的静电平衡条件 无外电场 加上外电场后 E 外 + + + + + + + + + + 加外电场---电子在电场力作用下运动 导体的静电感应过程 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 外场 感应 导体的静电感应过程 静电平衡状态 导体的静电平衡条件 1.用场强描述 ①导体内部任何一点的场强为零 ②导体表面上任何一点的场强方向垂直于该点的表面 2.用电势描述 ①静电平衡时，导体为等势体 ②静电平衡时，导体表面为等势面 S 二、静电平衡时导体上的电荷分布特征 1. 实心导体带有净电荷Q，电荷如何分布？ S Q 结论一：导体处于静电平衡时，导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面上 在导体内任一点P处取一任意小的高斯面S 静电平衡导体内 ------ 体内无净电荷 2. 若导体为有空腔的导体（空腔导体带净电荷Q）时，电荷又是如何分布的呢？ （1）腔内无带电体的情形 在导体内作一包围空腔的高斯面S 导体内 即 ----S内无