《静电场中的导体》ppt课件

《《静电场中的导体》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无外电场时E外加上外电场后E外加上外电场后+E外加上外电场后++加上外电场后E外+++加上外电场后E外++++++++++静电感应：外电场的作用导致导体中电荷重新分布而呈现出带电的现象§5静电场中的导体一、导体的静电平衡1.静电感应现象静电平衡状态：导体内部和表面上都没有电荷的定向移动状态2.导体的静电平衡条件无外电场加上外电场后E外++++++++++加外电场---电子在电场力作用下运动导体的静电感应过程导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外

2、场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程外场感应导体的静电感应过程静电平衡状态导体的静电平衡条件1.用场强描述①导体内部任何一点的场强为零②导体表面上任何一点的场强方向垂直于该点的表面2.用电势描述①静电平衡时，导体为等势体②静电平衡时，导体表面为等势面S二、静电平衡时导体上的电荷分布规律1.实心导体带有净电荷Q，电荷如何分布？SQ结论一：导体处于静电平衡时，导体内部没有净电荷，电荷只能分布

3、在导体表面上在导体内任一点P处取一任意小的高斯面S静电平衡导体内----体内无净电荷2.若导体为有空腔的导体（空腔导体带电荷Q）时，电荷又是如何分布的呢？（1）腔内无带电体的情形在导体内作一包围空腔的高斯面S导体内即----S内无净电荷存在结论二：空腔内没有电荷时，导体内部和空腔内表面上都没有净电荷存在，电荷只分布在导体外表面空腔内电场强度为零，电势处处相等，但不一定为零。问题：会不会出现空腔内表面分布有等量异号电荷？（2）空腔导体腔内（空腔导体带电荷Q）有带电体的情形由高斯定理在导体内作一包围空腔的高

4、斯面S结论三：空腔内有电荷q时，空腔内表面感应出等值异号电量-q，导体外表面的电量为导体原带电量Q与感应电量q的代数和导体内电荷守恒定律可知：即内表面有-q外表面有Q+q3.静电平衡导体，电荷在导体表面的分布是否与导体形状有关？以一特例说明:设有两个相距很远的导体球面，半径分别为R和r(R>r)结论四：静电平衡导体,曲率半径R越小（表面曲率越大）的地方，电荷面密度越大即若用一导线将两球面相连结论五：静电平衡导体，表面附近场强的大小与该处表面的电荷面密度成正比4.静电平衡导体外表面附近场强的大小紧靠导体表

5、面的P点作垂直于导体表面的小圆柱面，下底△S’在导体内部静电平衡时导体上的电荷分布特性结论1.导体处于静电平衡时，导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面上2.空腔内没有电荷时，导体内部和空腔内表面上都没有净电荷存在，电荷只分布在导体外表面3.空腔内有电荷q时，空腔内表面感应出等值异号电量-q，导体外表面的电量为导体原带电量Q与感应电量q的代数和4.静电平衡导体,曲率半径R越小（表面曲率越大）的地方,电荷面密度越大5.静电平衡导体，表面附近场强的大小与该处表面的电荷面密度成正比尖端放电演示三、导体静电

6、平衡特性的应用1.尖端放电R小、σ大、E↑(尖、棱角)R大、σ小、E↓（平坦面）应用：尖端放电，避雷针等静电屏蔽：隔绝电的相互作用，使内外互不影响的现象（1）对外电场的屏蔽2.静电屏蔽可以用空腔导体来屏蔽外电场屏蔽演示（2）对内电场的屏蔽一个接地的空心导体可以隔绝放在它的空腔内的带电体和外界带电体之间的静电作用，屏蔽腔内电荷对外界的影响。导体的电荷重新分布四、导体存在时的静电场的场强和电势分析方法解题依据1.静电场中金属导体内部场强为零，即E内=02.电荷守恒定律，即q全=Q3.静电平衡导体是等势体导体

7、放入静电场中导体上的电荷分布影响原静电场的带电体分布静电平衡状态分析新的电荷分布规律空间电场分布规律利用前面的场强和电势方法计算解：建立如图所示的坐标系设导体球表面感应出电荷q’即[例1]半径为R的不带电导体球附近有一点电荷q，它与球心O相距d，试求：(1)导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度及此时球心处的电势；(2)若将导体球接地，球上的净电荷为多少？球心O处场强为零是±q’的电场和q的电场叠加的结果又，此时球心处的电势，由电势叠加原理知所有感应电荷在O处的电势为而q在O处的电势为电荷守恒定律(

8、2)导体球接地：解得导体球是等势体，则球心处的电势为即，导体球与地球同电势，且U球=0则必存在：球上感应电荷的净电荷为q/而而q在O处的电势为并不为零[例2]半径为r1的导体球带有电荷+q，球外有一个内外半径分别为r2、r3的同心导体球壳，壳上带有电荷+Q。（1）电场分布,球和球壳的电势U球和U壳及它们的电势差△U;（2）用导线将球和球壳连接时，场强和电势怎样?试求：以同心球面作为高斯面有由高斯定理，有------球对称分布的带电体系的组合