文档介绍：§ 导体的静电平衡条件
§ 静电平衡的导体上的电荷分布
§ 静电屏蔽(自学)
§ 有导体存在时静电场的分布与计算
第4章静电场中的导体
等势面
电场线
导体:自由电荷
在外场的作用下自由运动
介质:束缚电荷
只能在原子范围内活动
§ 导体的静电平衡条件
静电平衡状态:导体上的电荷和整个空间的电场都达
到稳定的分布。
静电平衡条件:(1)导体内部场强处处为零。
(2)导体是一个等势体。
每一静电平衡状态下的导体,其内部的场强均为零,
尽管各自都具有不同的电势,当它们彼此接触时,又会
导致新的电荷分布与新的静电平衡状态,从而具有相同
的电势。
1、导体内部无净电荷
图a 导体内无净电荷
体的表面上,且导体上的电荷总是保持不变。
图b 导体内包括空腔内
表面均无净电荷
在静电平衡时,不仅导体内部
无净电荷,在空腔内无其他带
电体的情况下,空腔内表面也
处处没有电荷,电荷只分布在
导体的外表面。
在处于静电平衡的导体内,
任取高斯面,如图a,因
故,处于静电平衡的导体内部
无静电荷。电荷只能分布在导
§ 静电平衡的导体上的电荷分布
+
+
-
-
?
思考:腔內表面是否可带等量异号电荷?
_
_
_
_
_
_
答案:空腔內表面也处处没有电荷!
在2)的基础上导体外壳接地,外表
面无电荷.
2、电荷在导体表面的分布
b
a
c
图导体表面电荷密度
与表面曲率半径有关
对于孤立的带电体,导体表面的电荷分布规律为:
尖锐处,曲率大处(曲率半径小)
面电荷密度大
平缓处,曲率小处(曲率半径大)
面电荷密度小
带电导体表面
曲率大处大大
曲率小处小小
可见:
§ 有导体存在时静电场的分布与计算
尖端放电与避雷针原理
接静电
起电机
四、静电屏蔽
1、空心导体的空腔内不受外界电场的影响
(a)
(b)
(c)
2、放在接地的空心导体空腔内的带电体对外界也不
产生影响
3、静电屏蔽的应用
例1、
带有电荷,半径为的实心导体球,同心地
罩上一个带电,内径为,外径为的导体
球壳。试求:(1)静电平衡时内球和球壳的电荷分
布;(2)如图所示,A、B、C、D处的场强和电势;
(3)用导线把内球和球壳相连,此时的电荷分布及A、
B、C、D处的场强和电势又如何?
(1)据静电平衡条件和高斯定理有:
内球:电荷均匀分布在球面;
球壳:内表面均匀分布;
外表面均匀分布。
A
D
C
B