第9章静电场中的导体.ppt

*R1R2R3ｑ1Ｏｑ3q2在壳内作一个包围内腔的高斯面，由高斯定律知*得到：*其电场分布为：*法二：R1R2R3ｑ1Ｏｑ3设q1，q2，q3分别为半径R1，R2，R3的金属球面的电量，由电势叠加原理可知在壳内作一个包围内腔的高斯面，由高斯定律知q2*联解方程得到：由电荷分布得到其电场分布为：*[讨论]内、外球用导线连接后，为一等势导体，内部场强处处为零，电荷全部分布在外球壳的外表面，电荷保持为q3，且分布均匀，外部的电场分布不变，仍为。*9.4静电屏蔽(ElectrostaticShielding)1.屏蔽外电场外电场空腔导体可以屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响.空腔导体置入外电场后*腔内有电荷，对腔外电场有影响。若接地，则空腔导体内的带电体对外部的影响消失。2.屏蔽腔内电场已知导体球壳A带电量为Q，导体球B带电量为q(1)将A接地后再断开，电荷和电势的分布；解A与地断开后,ArR1R2B-q电荷守恒(2)再将B接地，电荷的分布。内表面电荷为-qA接地时，外表面电荷设为Q?设B的电量为根据孤立导体电荷守恒例求(1)(2)B球圆心处的电势作业9-29-59-8第九章*****第9章静电场中的导体

ConductorsinElectrostaticField

主要内容：导体的静电平衡条件

静电平衡的导体上的电荷分布

有导体存在时静电场的分析与计算

静电屏蔽

*14.1导体的静电平衡条件

TheElectrostaticEquilibriumConditionofConductors一、导体的静电平衡条件+++---静电感应过程静电平衡状态匀强场中放入导体++++++------*⒈静电平衡:导体内部和表面无电荷定向移动。2.静电平衡条件：?表面原来的匀强电场（图中虚线区域表示将放入一球型导体）*+++++EE＝0感应电荷产生的电场放入金属球后的电场感应电荷在导体内激发的电场：注意：是外电场与感应电荷电场的合贡献。*导体是等势体，导体表面是等势面。3.静电平衡时导体的电势：导体内各点U＝恒量导体等势是静电平衡条件的另一种表述。导体内的合场强*9.2静电平衡的导体上的电荷分布一、实心导体：[证明]:由高斯定律.P∵体积元大小和位置任意∴导体内处处没有净电荷处于静电平衡的导体，其内部各处无净电荷，电荷只能分布于外表面。*二、带电空腔导体：.P空腔(2)腔表面无q证明①：由高斯定律(1)导体内部无净电荷，证明同上;1.腔内无q，结论同上。内表面带电的代数和为零。*L反证法：若腔表有+q、-q，则从+q至-q有电场线违背静电场环路定理，∴腔表无q.理由②：证明②：腔表面无一正一负电荷*2.空腔导体内部有带电体q：内表面带-q，外表面带＋q。＋q----------------q＋q＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋证明：在导体中包围空腔选取高斯面S，在导体外包围空腔选取高斯面S*R1R2R3例：金属球带电荷q,金属球壳带电荷Q.求此系统的电荷分布.解：设各球面带电为q1、q2、q3则有q1=q(电荷守恒)q1q3q2q2=-q(静电平衡＋高斯定理)q3=Q+q(电荷守恒)*三、静电平衡导体的表面电荷密度，与当地表面紧邻处的电场强度的大小成正比。思考：场强E只由电荷??S产生吗？证明：由高斯定律*注意：孤立导体表面?分布规律凹处?凸处凸处：曲率小处?曲率大处应用：避雷针、静电喷漆，静电除尘等电风、电晕尖端放电?max*尖端放电会损耗电能,还会干扰精密测量和对通讯产生危害.尖端放电现象的弊处：【电风实验】++++++++++*9.3有导体存在时静电场的分析与计算处理静