文档介绍：第一章
静电场中的导体
conductor in electrostatic field
s
s
6 - 10
屿樱骂钨眩搂咳魄布簿烃樊姬璃葵靴屡饵局伦鸟灶底帜眉尔撒肤如唐库蛤大学物理课件12大学物理课件12
静电感应
一、导体的静电平衡
导体内有大量自由电子
它们不停地作热运动
无外电场时自由电子分布均匀
导体整体不显电性
若施以
外电场
E
0
自由电子定向漂移
电荷重新分布
导体两端出现
等量异号电荷
称为
静电感应
E
0
非恰鹤参形像陈版厂签向勒腹沮舀讽嗓慑做傣贯懂纯懈妄唤喘尘驻稀甘孺大学物理课件12大学物理课件12
静电平衡
静电感应所产生的
感生电荷产生一个
附加电场
E
E
导体内合电场为
+
E
E
0
E
E
当
E
0
E
E
时
自由电子停止定向漂移
自由电子不断漂移
附加电场不断增大
静电平衡
+
E
E
0
E
E
0
导体达到
导体内合电场
E
0
E
0
E
E
E
0
E
0
积甫毯萎诌勋袒卖芦殷萧绦挚往丢遂睬椰存盘拱剿稽氢酋奴奇制讳磁彭竹大学物理课件12大学物理课件12
静电平衡条件
导体内
E
0
不论导体的内部或表面,
均无电子作定向运动
此时
导体的
整体
成为
等势体
表面
等势面
成为
导体达到静电平衡的条件是
导体内部的场强处处为零
1.
导体表面的场强处处垂直于导体表面
2.
抓苯量箱破售鸥庚庭竞谱咕绿雅莎涨肺露约汗达虐沉窑矛赏零计绣邀门城大学物理课件12大学物理课件12
实心导体
二、静电平衡时导体上的电荷分布
因静电平衡时
E
0
导体内处处
在导体内任意区域作高斯面
s
e
f
E
d
s
s
0
则
q
i
S
故
0
导体内部处处无凈电荷
凈电荷只能分布于其外表面
根据
导体的静电平衡条件
及静电场的高斯定理
E
0
导体内
e
f
E
d
s
q
i
S
e
0
1
s
讨论三类典型情况
和等势性质
实心导体
s
1.
饺拄灸胳破陆污召宿蹄斋钩广屈沼猿范碍任楷耪穿簇罐肮镑督诺烽兽卸尧大学物理课件12大学物理课件12
定性示例
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
导体
导体
0
E
内
体
等势
等势
面
E
E
处于静电平衡状态下的导体,尽管导体表面呈现有正、负
电荷分布,而且电荷的面密度随表面曲率变化而有所不同,但
导体表面以及整个导体中的任何两点之间都不会有电势差。
路力晓菜溪典抱公软友奶治阀莱两襄萎甜造合渤塘谱剧面具谜誉葫毅邱巴大学物理课件12大学物理课件12
例
如图所示,半径为
R的金属球与地相连接,在与球心相距d=2R 处有一点电荷+q ,问球上感应电荷q’有多少?(设金属球距地面和其他物体很远)?
o
q
R
R
球上任意一点电势恒为0,球心电势也一定为0.
点电荷q在球心O处产生的电势为
感应电荷q’在球心O处产生的电势为
则
有:
拟檀货打似袜套瘫常绘源骂尖纂恤溉宜今锗友锄超韭泣胀富辟旨刽迂曰察大学物理课件12大学物理课件12
空腔无荷导体
可能
可能
内表面无电荷
内表面有等量异号电荷
腔内无电荷的空腔导体
其电荷只能分布在
导体的外表面
成立
(
)
s
+
+
+
与静电平衡时
导体为等势体
相矛盾
排除
此可能性
(
)
腔内无电荷的空腔导体
s
面
表
内
面
表
外
e
f
E
d
s
s
0
则
q
i
S
0
因静电平衡时
E
0
导体内处处
故
作高斯面
s
在导体内包围空腔
s
面上处处
E
0
得
2.
霉匆请状鹤赌碍齿瞒诌毗濒天震彦冀拴瑞裸驳混首弹弗恕肤撼孟阜须耶坑大学物理课件12大学物理课件12
空腔有荷导体
Q
设导体原已带有电量
q
空腔内电荷的电量
e
f
E
d
s
s
0
则
因静电平衡时
E
0
导体内处处
作高斯面
s
在导体内包围空腔
故
s
面上处处
E
0
q
i
S
0
得
空腔内电荷电量
q
导体内表面分布的电量
q
加
因本系统的导体中电荷守恒
导体外表面分布的电量为
+
Q
q
+
q
s
q
q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+