ch09-5静电场中的导体有导体存在时的U计算答辩ppt课件.ppt

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1、将来人类的知识将会大大的增长，今天我们想不到的新发明将会屡屡出现，我有时候几乎后悔我自己出生过早，以致不能知道将要发生的新事物。－（美）富兰克林（1706－1790）同学们好！?发现尖端放电，发明避雷针，研究雷电现象1描述静电场基本性质的两个物理量：电场强度、电势描述静电场性质的两个基本定理：高斯定理、环路定理静电场与物质的相互作用：静电场中的导体、电介质相互作用机制，稳定时分布第九章要点：2导体与电介质静电场与电介质导体conductoranddieletricinelectrostaticfield3一、导体的静电平衡导体内有大量自由电子。自由电子在导体内

2、作不停的热运动若导体无外加电荷或受外电场作用自由电子分布均匀导体整体不显电性若施以外电场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静电感应所产生的感生电荷产生一个附加电场导体内合电场为静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用4静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用导体内有大量自由电子。一、导体的静电平衡若施以外电场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静电感应所产生的感生电荷产生一个附加电场导体内合电场为导体内合电场为静电平衡导体达到导体内合电场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5导体

3、达到静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零导体表面的场强处处垂直于导体表面导体内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6二、静电平衡时导体上的电荷分布实心导体导体内部处处无净电荷净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导体内讨论三类典型情况和等势性质因静电平衡时导体内处处在导体内任意区域作高斯面（宏观小，微观大）7净电荷只分布于外表面.一种极酷的发型！8腔内无电荷的空腔导体因静电平衡时导体内处处作高斯面在导体内包围空腔面上处处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

4、布在导体的外表面成立与静电平衡时导体为等势体相矛盾排除此可能性9腔内有电荷的空腔导体设导体原已带有电量空腔内电荷的电量因静电平衡时导体内处处作高斯面在导体内包围空腔面上处处空腔内电荷电量导体内表面分布的电量因本系统的导体中电荷守恒导体外表面分布的电量为10三、静电屏蔽利用封闭导体壳隔离静电场的影响封闭导体壳不论是否接地，内部电场不受壳外电荷影响接地封闭导体壳外部电场，不受壳内电荷的影响腔内位置变化无影响腔内电量变化有影响若不接地应用举例11四、静电平衡状态下导体表面附进的场强不论自身是否带电不论外部电荷的电场如何复杂一旦静电平衡在导体内处处为零一切电荷的合场强

5、在导体外于表面附近处处与表面垂直某导体必有若此时导体表面某处的电荷面密度为贴近该处表面的外部场强大小为12四、静电平衡状态下导体表面附进的场强不论自身是否带电不论外部电荷的电场如何复杂一旦静电平衡在导体内处处为零一切电荷的合场强在导体外于表面附近处处与表面垂直某导体若此时导体表面某处的电荷面密度为贴近该处表面的外部场强大小为必有证明作一圆柱形微薄高斯面母线平行于表面电场两底面分别处在导体内、外设两底面积均为由高斯定理側面电通量导体内的底面电通量13几何面导体内尖端放电现象及其应用五、孤立导体与表面曲率有关14六.有导体存在时的分布导体上的电荷分布计算分布（方法

6、同前）静电平衡条件电荷守恒定律求解思路：[例一]相距很近的平行导体板，分别带电求电荷分布.15解：设平板面积为由电荷守恒：（1）（2）由静电平衡条件：（3）（4）16由（1）、（2）、（3）、（4）解得：即：相背面等大同号，相对面等大异号.17〈1〉外球壳的电荷分布及电势〈2〉将接地再重新绝缘，结果如何？〈3〉然后将接地，电荷分布及电势如何变化？解：[例二]带电量，半径的导体球外有一内半径，外半径的同心导体球壳,求:18〈2〉将B接地再重新绝缘，结果如何？19由：〈3〉然后将接地，电荷分布及电势如何变化？A球电荷入地，B球壳分布于表面，对吗？设带电则与接地条件

7、矛盾，不对！20即所带部分电荷入地.21[例三]内半径为的导体球壳原来不带电，在腔内离球心距离为处，固定一电量的点电荷，用导线将球壳接地后再撤去地线，求球心处电势.解：〈1〉画出未接地前的电荷分布图.腔内壁非均匀分布的负电荷对外效应等效于：在与同位置处置.++++++++--------22〈3〉由叠加法求球心处电势.〈2〉外壳接地后电荷分布如何变化？++++++++----------------内壁电荷分布不变00==++==+外壁外壁内壁地壳qUUUUUq23练习：若带电带电，求：〈1〉图中1，2，3，4各区域的和分布，并画出和曲线.〈2〉若将球与球壳用

8、导线连接，情况如何？〈3〉若将外球壳接