9-1静电场中的导体.ppt

可见大球所带电量Q比小球所带电量q多。两球的电荷密度分别为可见:电荷面密度和半径成反比，即曲率半径愈小或曲率愈大，电荷面密度愈大。导体上的电荷分布表面曲率越大，面电荷密度越大。尖端放电现象导体上的电荷分布孤立导体面电荷分布导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。(二)、导体处于静电平衡状态时的场强分布导体外部近表面处场强方向:与该处导体表面垂直大小:与该处导体表面电荷面密度?成正比。过表面附近A点作圆柱形高斯面，底为证明设A点是导体表面之外附近空间的一点该点附近导体上电荷面密度为?取得充分小，可以认为其上?为常数讨论：导体表面附近的场强公式?指导体表面附近场点近旁的导体电荷面密度指位于导体表面附近场点的场强，不是导体外部空间任一点的场强是由场点附近旁的导体表面电荷导体上其余面电荷除导体外的其它带电体共同作用的总效果适用条件：只适用于导体，而且场点位于导体表面附近才能将其它电荷的贡献通过导体自动调整体现出来?才能将小面元视为无限大带电平面，场强才与距离无关例均匀带电导体球，带电量为QPrP点场强为：当P点靠近导体球，r=RO++++++++++++++++PrO++++++++++++++++问题:++q如果在带电导体附近，移来另一个带电体q，导体表面附近的场强还是吗？答：是。但是此时的σ已非原来的σ+q对P点场强是有影响的。只是这种影响是间接的。当+q移近后，它产生的电场要影响空间任一点，包括导体内部。为了抵消这个电场，重新达到静电平衡，导体上电荷必将重新分布，此时的σ已非原来的σ包括了空间所有电荷的贡献，这正是叠加原理所要求的。辨析一块无限大均匀带电导体薄板，电荷面密度为问：在它附近一点的场强＝？解：由无限大带电均匀平面两侧的场强公式，得但是，由导体表面附近场强公式矛盾？？问题出在公式２，在靠近无限大均匀带电平面处，距离ｒ与导体厚度已经可以比拟，故在带电导体附近看导体，已可以看成有厚度的板由导体表面附近场强公式应用：导体空腔与静电屏蔽ElectrostaticShielding一、第一类导体空腔——[腔内无带电体]注意：腔外q在腔内也激发电场，腔内是因为腔外表面被q感应出异号电荷，感应场与外场叠加后使腔内：（合场强为零）。腔内无电场屏蔽（腔内仪器不受外场影响）。二、第二类导体空腔—[腔内有带电体]（1）腔内电场不受外电场影响。（可用高斯定理证明）导体外的电场是导体外表面Ｑ＋ｑ产生的电场的叠加。由于导体内表面上电量与腔内电荷等量异号，在＋ｑ发出的电场线全部终止在内表面上，则＋ｑ及－ｑ在腔外产生的合场强为０。（２）空腔导体腔外电场与腔内电荷位置及电荷分布无关，但与腔内放置的带电体电量有关。（３）腔外表面接地，则外场不受导体腔内电场影响。（内屏蔽加外屏蔽）外表面电荷Ｑ＋ｑ全部流入地下，导体外部由Ｑ＋ｑ产生的电场随之消失。★★导体空腔的静电屏蔽作用（总结）：——导体空腔（不论接地与否）内部电场不受腔外电荷的影响；接地导体空腔外部的电场不受内部电场的影响。应用：精密测量上的仪器屏蔽罩、屏蔽室、高压带电作业人员的屏蔽服（均压服）等。Q1、导体内部无电荷。2、空腔导体带电荷Q腔内无电荷：导体的电荷只能分布在外表面。导体的内表面电荷-q，外表面电荷Q+q?Q=0q-q+q腔内有电荷q：小结：静电平衡导体的电荷分布-++++++++++++++++++++-----------原则1.静电平衡的条件2.基本性质方程3.电荷守恒定律高斯定理环路定理三、有导体存在时静电场的计算问题４．场强的叠加原理例1.已知R1R2R3qQ求①电荷及场强分布；球心、球壳的电势②如用导线连接A、B，再作计算解:由高斯定理得电荷分布场强分布球心的电势球壳的电势球壳外表面带电②用导线连接A、B，再作计算连接A、B，中和前一章我们讨论了真空中的静电场，引入了描述静电场特性的两个基本物理量——电场强度和电势。实际工作中常遇到电场中存在导体和电介质的问题，研究导体和电介质存在时静电场的分布