第 14 章 静电场中的导体.ppt

文档介绍：海南大学HaiNan University
第 14 章静电场中的导体
一、导体的静电平衡条件
二、静电平衡的导体上的电荷分布
三、有导体存在时静电场的分析与计算
四、静电屏蔽
第 14 章静电场中的导体
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一、导体的静电平衡条件
1、金属导体的电结构
从微观角度来看,金属导体是由带正电的晶格点阵(离子实)和自由电子构成,晶格不动,相当于骨架,而自由电
子在内部可自由运动,充满整个导体,是公有化的。
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当导体不带电,也不受外电场作用时,自由电子均匀分布,只做热运动而没有定向的宏观电荷移动,因而整个金属导体从宏观上看是电中性的。
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E0
E0
E´
2、静电感应
将导体放入静电场E0中
在E0作用下导体内自由电子做定向运动
导体表面产生感应电荷q、
感应电荷q在导体内产生感应电场E
当
即
导体内自由电子的定向运动停止
此过程称静电感应过程
此现象称静电感应现象
此时导体处于静电平衡状态
□导体的静电平衡状态:
3、导体的静电平衡状态及条件
一、导体的静电平衡条件
□导体处于静电平衡的条件:
导体内部电场强度处处为零。即
导体表面的电场与导体表面垂直。即
导体内部和表面都没有电荷的宏观定向运动的状态。
一、导体的静电平衡条件
导体
导体静电平衡条件的另一种表述
导体是等势体
导体表面是等势面
应用于导体内部
证明:将
等势体
等势面
等势面
处于静电平衡的导体是等势体,导体表面是等势面。
a
b
L
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在导体内作任意形状的封闭曲面 S ,则
二、静电平衡的导体上的电荷分布
1、导体内部不存在净电荷,电荷只能分布在导体外表面上。
S
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做一柱形高斯面,上底在导体外,下底在导体内,侧面与表面垂直。
二、静电平衡的导体上的电荷分布
2、导体外表面各处的面电荷密度与该处的电场强度的大小成正比。
S
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