文档介绍：静电场中的导体
一、静电场中的导体
导电性物质的分类:
导体: 存在大量的可自由移动的电荷
绝缘体: 没有自由移动的电荷,也称电介质
半导体: 介于上述两者之间
超导体:电阻趋于零
金属导电模型自由电子
原子核构成导体框架,自由电子
充满整个导体。导体呈电中性
:
用场强来描写:
1)导体内部场强处处为零;
+
+
+
+ 
+ E外
+
E +
感+
+
+
 E
E =E +E =0 
内外感 E
2)表面场强垂直于导体表面。 E//
用电势来描写:
1)导体为一等势体
2)导体表面是一个等势面。
a
证明: ·
· b
E内 0
·c d·
U U  E dl  0 U U
a b 内 a b

 E表∥n

U U  E dl  0 U  U
c d 表 c d
4
二、静电平衡时带电导体上的电荷分布

(1) 实心导体:
电荷分布在导体表面,导体内部处处无净电荷。
(2) 空腔导体:
电荷分布在导体外表面,导体内部及腔体的内表面处
处无净电荷。
+ + + + + +
+ + + + +
+ + + +
+ + + +
+ +
+ + +
+ + + + + + +
Q+q
若腔内有电荷q,则内表
面上电量为- ,外表面上
q q S
电量为Q+q,Q为导体空-q
腔原有电量。
2. 孤立导体处于静电平衡时,各处的面电荷密度与各
处表面的曲率半径成反比.
证明:设相距很远的导体球,用导线联接
UR  Ur
Q q Q,R

4πε 0R 4πε 0r
4πR2σ 4πr 2σσ r q,r
R  r  R 
4π 0 R 4π 0r σr R 6
3. 导体表面邻近处的场强与该处电荷面密度成正比。

E n
ES S / 0 S
高斯面

E表σ/ ε0
r  E 
1

r
+ + + - + 尖端放电:
++ +
+ + ++ + - + 场强击穿空气
电风
导体空腔的电荷分布:
Q
(1)腔内无电荷
-
电荷只能分布在外表面-
反证:若内表面有电荷,必有正负电荷, 有电
势差。与导体的性质矛盾。
(2)腔内有电荷
q内表面qin q外表面符合电荷守恒定律
证明: 
qi
 Ei dS  0 qi  0
0
q 
in U  U  Edl  C
-qin 外内
qin
3、静电屏蔽(electrostatic shielding)
不接地的导体腔接地的导体腔