《静电场中的导体》PPT课件

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1、一静电平衡条件感应电荷电场与外电场叠加使导体内电场为零，电子不再定向运动.导体球外电场为外电场和感应电荷电场的叠加.静电感应和静电平衡1.静电感应：由外电场引起的导体表面电荷的重新分布2.静电平衡：导体内部和表面没有电荷的宏观定向运动。-F-+E=0------++++++静电感应过程E0E0+静电感应过程E0++静电感应过程E0+++静电感应过程E0+++++静电感应过程E0+++++静电感应过程E0++++++静电感应过程E0+++++++静电感应过程E0++++++++静电感应过程E0+++++++++静电感应过程+E0+++++++++静电感应过程

2、静电感应最终达到静电平衡状态++++++++导体内电场强度外电场强度感应电荷电场强度++++++导体是等势体静电平衡条件（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.导体表面是等势面导体内部电势相等二静电平衡时导体上电荷的分布++++++++++结论导体内部无电荷1实心导体2有空腔导体空腔内无电荷电荷分布在表面上问内表面上有电荷吗？若内表面带电所以内表面不带电++--结论电荷分布在外表面上（内表面无电荷）++++++++++矛盾导体是等势体空腔内有电荷电荷分布在表面上问内表面上有电荷吗？结论当空腔内有电荷时,内

3、表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面增加感应电荷.（电荷守恒）+++++++++++为表面电荷面密度作钱币形高斯面S3导体表面电场强度与电荷面密度的关系表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比+++++++++注意导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.4导体表面电荷分布带电导体尖端附近电场最强带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电.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.然而尖端放电也有很广泛的应用.尖端放电现象尖端放电现象的利与弊<避雷针>尖端放电会损耗电能,还会干扰精密测量和

4、对通讯产生危害.然而尖端放电也有很广泛的应用.尖端放电现象的利与弊尖端放电现象导体表面曲率半径愈小处(即曲率愈大处),电荷面密度愈大，电场也愈大，以致空气被击穿，从而形成尖端放电。++++++++++++++++++++++++++在高压设备中,为了防止因尖端放电而引起的危险和漏电造成的损失,具有高电压的零部件的表面必须做得十分光滑并尽可能做成球面。人们还可以利用尖端放电。例如,火花放电设备的电极往往做成尖端形状,避雷针也是利用尖端的缓慢放电而避免“雷击”的。避雷针云层和大地间的闪电闪电的图片：雷击大桥遭雷击后的草地避雷注意事项：(1)发生强对流天气时，如

5、果在室外，应立即寻找蔽护所。如装有避雷针的、钢架的或钢盘混凝土建筑物，作为避雷场所，具有完整金属车厢的车辆也可以利用；如找不到合适的避雷场所时，应采用尽量降低重心和减少人体与地面的接触面积，可蹲下，双脚并拢，手放膝上，身向前屈，千万不要躺在地上、壕沟或土坑里，如披上雨衣，防雷效果更好。(2)如果在野外，千万不要靠近空旷地带或山顶上的孤树，这里最易受到雷击；不要呆在开阔的水域和小船上；高树林子的边缘，电线、旗杆的周围和干草堆、帐篷等无避雷设备的高大物体附近，铁轨、长金属栏杆和其它庞大的金属物体近旁，山顶、制高点等场所也不能停留。另外，在野外的人群，无论是运动

6、的，还是静止的，都应拉开几米的距离，不要挤在一起，也可躲在较大的山洞里。避雷注意事项：(3)雷电期间，最好不要骑马、骑自行车和摩托车；不要协带金属物体在露天行走；不要靠近避雷设备的任何部分；不要打手机。(4)注意当您头发竖起或皮肤发生颤动时，可能要发生雷击了，要立即倒在地上。受到雷击的人可能被烧伤或严重休克，但身上并不带电，可以安全地加以处理。(5)如有强雷鸣闪电时您正巧在家里，建议无特殊需要，不要冒险外出；将门窗关闭；尽量不要使用设有外接天线的收音机和电视机，不要接打电话。三静电屏蔽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.这

7、时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.空腔导体屏蔽外电场接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.问：空间各部分的电场强度如何分布？接地导体电势为零2屏蔽腔内电场++++++++空腔导体可屏蔽外电场接地的空腔导体可屏蔽腔内电场四、有导体存在时场强和电势的计算关于静电屏蔽:静电平衡条件电荷守恒定律高斯定理环路定理+1.静电平衡的条件2.基本性质方程3.电荷守恒定律例.两块大导体平板，面积为S，分别带电q1和q2，两极板间距远小于平板的线度。求平板各表面的电荷密度。解：2341q1q2BA电荷守恒：由静电平衡条件，导体板内E=0。重点和难点：★

8、静电感应的发生过程★静电平衡状态下导体的基本性质★平衡状态下导体表