2021-2022學年高二物理競賽課件：分析導體表面電荷分布的依據(jù)

1、分析導體表面電荷分布的依據(jù)2022/8/152第二類（導體空腔內(nèi)有帶電體）特點： 空腔內(nèi)表面有感應電荷，電量與腔內(nèi)電荷等量異號 空腔外表面上的感應電荷的電量與內(nèi)表面上的電量之和，要遵守電荷守恒定律 空腔外表面上的電荷分布與腔內(nèi)帶電體的位置無關，只取決于導體外表面的形狀和周圍空間的電荷分布靜電屏蔽(接地，內(nèi)部泄漏)-q+q2022/8/153 空腔導體接地時，若周圍無電荷，外表面上的感應電荷被大地電荷中和而不帶電荷。 腔外有帶電體時，外表面上的感應電荷的多少必須保證腔內(nèi)、腔內(nèi)表面、腔外表面以及腔外電荷在導體內(nèi)產(chǎn)生的場強為零，即滿足靜電平衡條件。金屬空腔是零電位。-q2022/8/154分析導體表

2、面電荷分布的依據(jù)(1) 導體內(nèi) E 0(2) 等勢體與等勢面(3) 孤立導體（指不接地）電荷守恒(4) 接地導體電勢為零，與無窮遠等電勢 ( 近似 )2022/8/155例題1. 面積為S，帶電量為QA和QB的兩個金屬板平行放置。求靜電平衡時，板上電荷分布及周圍電場分布兩孤立平行板電荷分布2022/8/156解：設靜電平衡后，金屬板各面所帶電荷面密度如圖所示B金屬板內(nèi)場強為零，得以上四個方程聯(lián)立可求出：A金屬板內(nèi)場強為零，得2022/8/157討論 若 則2022/8/158結論：2 N 塊板 最外側表面 ： 等值同號（疊加原理） 相對兩表面： 等值異號（高斯定理）接地情況如何？2022/8/

3、159Ex: 兩塊相同面積S的平行金屬板A、B相距d，分別維持電勢VA=V，VB=0不變?，F(xiàn)在把一塊面積也為S、帶有電量q的導體薄片C（厚度不計）平行地放在它們正中間，求薄片C的電勢（不考慮邊緣效應）。2022/8/1510解：B板電勢為零，相當于接地，故A、B板的外側不帶電。假設A、B內(nèi)側分別帶電QA、QB，C板上下兩面分別帶電Qup、Qdown，根據(jù)靜電平衡條件和電荷守恒，可得2022/8/1511例 在半徑為R1、帶電量為q1的導體球外，有一同心導體球殼，內(nèi)外半徑分別為R2 、 R3，帶電量為q2，求：（1）各處電場與電勢的分布；（2）外球殼接地時電場與電勢的分布；（3）內(nèi)球體接地時電場與電勢的分布。 解（1）球殼內(nèi)表面電荷為- q1 ,外表面電荷為 q1 + q2 。當當2022/8/1512靜電場中的導體當當（2）外球殼接地，其外表面電荷為零，內(nèi)外表面電荷為q，由球殼電勢為零，即得 q= - q1。當當2022/8/1513當當（3）內(nèi)球體接地，設內(nèi)球表面電荷為q，球