静电场中的导体课件.ppt

*靜電場中的導體等勢面電場線導體:自由電荷在外場的作用下自由運動介質:束縛電荷只能在原子範圍內活動§4.1導體的靜電平衡條件靜電平衡狀態：導體上的電荷和整個空間的電場都達到穩定的分佈。靜電平衡條件：（1）導體內部場強處處為零。（2）導體是一個等勢體。每一靜電平衡狀態下的導體，其內部的場強均為零，儘管各自都具有不同的電勢，當它們彼此接觸時，又會導致新的電荷分佈與新的靜電平衡狀態，從而具有相同的電勢。圖a導體內無淨電荷體的表面上，且導體上的電荷總是保持不變。圖b導體內包括空腔內表面均無淨電荷在靜電平衡時，不僅導體內部無淨電荷，在空腔內無其他帶電體的情況下，空腔內表面也處處沒有電荷，電荷只分佈在導體的外表面。在處於靜電平衡的導體內，任取高斯面，如圖a，因故，處於靜電平衡的導體內部無靜電荷。電荷只能分佈在導§4.2靜電平衡的導體上的電荷分佈++--?思考:腔內表面是否可帶等量異號電荷?______答案:空腔內表面也處處沒有電荷!在2)的基礎上導體外殼接地,外表面無電荷.bac圖導體表面電荷密度與表面曲率半徑有關對於孤立的帶電體，導體表面的電荷分佈規律為：尖銳處,曲率大處（曲率半徑小）面電荷密度大平緩處,曲率小處（曲率半徑大）面電荷密度小帶電導體表面曲率大處大大曲率小處小小可見：§4.3有導體存在時靜電場的分佈與計算尖端放電與避雷針原理接靜電起電機1、空心導體的空腔內不受外界電場的影響（a）（b）（c）2、放在接地的空心導體空腔內的帶電體對外界也不產生影響3、靜電遮罩的應用例1、帶有電荷，半徑為的實心導體球，同心地罩上一個帶電，內徑為，外徑為的導體球殼。試求：（1）靜電平衡時內球和球殼的電荷分布；（2）如圖所示，A、B、C、D處的場強和電勢；（3）用導線把內球和球殼相連，此時的電荷分佈及A、B、C、D處的場強和電勢又如何？（1）據靜電平衡條件和高斯定理有：內球：電荷均勻分佈在球面；球殼：內表面均勻分佈；外表面均勻分佈。ADCB（2）由高斯定理，可算得：所以（3）用導線把內球與球殼相連，則內球與球殼連成一導體整體。靜電平衡時，電荷只分佈於導體表面，故內球表面和球殼內表面都不帶電，電荷均勻分佈與球殼外表面，導體內場強為零，整個導體是一等勢體，即例2、如圖所示，在一接地導體A外有一電量為Q的點電荷，已知點電荷與球心距離為R，空腔A的外表面半徑為a，求：空腔A的外表面電量。ARQ由於球殼接地有，球內沒有電荷分佈，因此*