第6章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體

練習(xí)導(dǎo)體球（半徑R1）和導(dǎo)體球殼（半徑R2和R3），導(dǎo)體球電量q、球殼電量-q，求電勢(shì)分布。R3R2R1q-q第6章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體電容導(dǎo)體

導(dǎo)電性能很好的材料電介質(zhì)（絕緣體）

導(dǎo)電性能很差的材料半導(dǎo)體

導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和-

絕緣體之間的材料（各種金屬、電解質(zhì)溶液）（云母、膠木等）靜電場(chǎng)導(dǎo)體、電介質(zhì)相互作用相互影響●

重點(diǎn)導(dǎo)體的靜電平衡性質(zhì)空腔導(dǎo)體及靜電屏蔽電容、電容器難點(diǎn)導(dǎo)體靜電平衡下電場(chǎng)強(qiáng)度矢量、電勢(shì)和電荷分布的計(jì)算§6-1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（金屬導(dǎo)體）一、靜電感應(yīng)與靜電平衡1、導(dǎo)體的特點(diǎn)Ⅰ其內(nèi)部存在著自由電荷,受電場(chǎng)作用可以移動(dòng).Ⅱ均勻?qū)w：質(zhì)料均勻、溫度均勻.2、靜電平衡靜電感應(yīng)EE外E感+==內(nèi)02、靜電平衡靜電平衡

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導(dǎo)體中電荷沒(méi)有定向移動(dòng)，電場(chǎng)分布不隨時(shí)間發(fā)生變化(穩(wěn)定狀態(tài))Ⅲ導(dǎo)體靜電平衡條件：⑴導(dǎo)體內(nèi)部任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。⑵導(dǎo)體表面附近的場(chǎng)強(qiáng)方向處處與表面垂直。E:U：？

達(dá)到靜電平衡的導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體的表面為等勢(shì)面等勢(shì)體等勢(shì)面導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體表面證明：U：金屬球放入前電場(chǎng)為一均勻場(chǎng)E金屬球放入后電力線發(fā)生彎曲電場(chǎng)為一非均勻場(chǎng)+++++++E二、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布qE三種情況1實(shí)心導(dǎo)體2空腔導(dǎo)體（腔內(nèi)無(wú)帶電體）3.空腔導(dǎo)體（腔內(nèi)有帶電體）1.實(shí)心導(dǎo)體★★在導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，體內(nèi)無(wú)電荷（ρe=0），電荷只分布在導(dǎo)體表面.++++++++++++++++P證明：作高斯面S球面外側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度？任意形狀的導(dǎo)體表面之外附近空間的場(chǎng)強(qiáng)證明：與該處導(dǎo)體表面的面電荷密度σ有關(guān)系2.空腔導(dǎo)體（腔內(nèi)無(wú)帶電體）靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體為等勢(shì)體，導(dǎo)體內(nèi)表面處處無(wú)電荷，電荷只能分布在外表面上。++++++++++++++++證明：體內(nèi)任取高斯面3.空腔導(dǎo)體（腔內(nèi)有帶電體）腔體內(nèi)表面所帶的電量和腔內(nèi)帶電體所帶的電量等量異號(hào)，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定。q2q放入后1q1+qq+12q14靜電屏蔽++++舉例屏蔽線金屬網(wǎng)當(dāng)導(dǎo)體接地時(shí)，空腔內(nèi)各點(diǎn)相對(duì)地的電勢(shì)不再變化，腔外電場(chǎng)也不受腔內(nèi)電場(chǎng)影響外部屏蔽：法拉第籠

高壓靜電屏蔽原理，外電作用下接近電場(chǎng)的部位產(chǎn)生感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷電場(chǎng)與外電場(chǎng)在球殼內(nèi)部的電場(chǎng)始終為零，由于籠子接地，因此電勢(shì)為零。高壓電極和籠殼外部放電時(shí)，人站在籠中始終處于E=0狀態(tài)，因此無(wú)論人在籠中的什么動(dòng)作，包括能摸籠子殼高壓放電部位時(shí)，絕對(duì)安全

孩子勇敢地走進(jìn)5萬(wàn)伏高壓電籠，感受“電磁屏蔽”實(shí)驗(yàn)

導(dǎo)線即：用導(dǎo)線連接兩導(dǎo)體球，兩個(gè)小球，電荷應(yīng)怎樣分布？表面上愈尖銳處電荷密度越大。等勢(shì)體靜電平衡下的孤立導(dǎo)體，其表面某處面電荷密度σ與該表面曲率有關(guān)，曲率越大的地方，電荷密度σ也越大。尖端放電

對(duì)于有尖端的帶電導(dǎo)體，尖端處電荷面密度大，則導(dǎo)體表面鄰近處場(chǎng)強(qiáng)也特別大。當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生空氣被電離的放電現(xiàn)象，稱(chēng)為尖端放電。例1

放入導(dǎo)體板B已知：導(dǎo)體板A：S，Q>0;求：①A、B上的電荷分布及空間的電場(chǎng)分布;解：由靜電平衡條件可知：板:由電荷守恒定律：板:解方程得:電荷分布ab++++++++++++----場(chǎng)強(qiáng)分布：兩板之間：板左側(cè)：板右側(cè)：導(dǎo)體表面附近處的場(chǎng)強(qiáng)為：場(chǎng)強(qiáng)分布也可以由迭加法求得。

將B板接地，求電荷及場(chǎng)強(qiáng)分布點(diǎn)：點(diǎn)：板接地時(shí)：電荷分布

場(chǎng)強(qiáng)分布兩板之間兩板之外§6-2電容與電容器一、孤立導(dǎo)體的電容

設(shè)真空中有一孤立導(dǎo)體球（離其他導(dǎo)體足夠遠(yuǎn)），半徑為R，帶電量為Q，選無(wú)限遠(yuǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，則導(dǎo)體球的電勢(shì)為孤立導(dǎo)體的電容只與導(dǎo)體本身的形狀、大小有關(guān)；與是否帶電無(wú)關(guān)；單位（SI）：孤立導(dǎo)體球的電容為

電容C是反映導(dǎo)體容電能力的物理量。用單位電勢(shì)差容納的電量來(lái)表征。二、電容器的電容（1）q為一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值，為兩極板板間電勢(shì)差。電容器:由兩個(gè)導(dǎo)體組成,他們可以將電場(chǎng)集中在兩者之間,不受外界導(dǎo)體或其他帶電體影響,因而有一定的電勢(shì)差.電容器的電容（2）C是描述電容器儲(chǔ)電本領(lǐng)的物理量，符號(hào)為

固定電容器可變電容器（3）C取決于電容器兩板的形狀、大小、相對(duì)位置及中間電介質(zhì)的種類(lèi)和分布情況。B（a）(b)(c)(d)幾種常見(jiàn)形狀的電容器1.平行板電容器已知：設(shè)、分別帶電、間場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差由定義與有關(guān)；２.球形電容器已知設(shè)場(chǎng)強(qiáng)分布電勢(shì)差