第06章靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和電介質(zhì)

+

+

+++

+

++感應(yīng)電荷—靜電平衡條件11

靜電感應(yīng)++++++E＇

++++E02E=

02

靜電平衡E0靜電平衡條件：導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零；導(dǎo)體表面處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，都與導(dǎo)體表面垂直.3+++

A

+eneτ+Edl+BABABE

dl

=0\

U

=導(dǎo)體表面為等勢(shì)面

E

^

dlABABE

dl

=0\

U

=推論：導(dǎo)體為等勢(shì)體

導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)電勢(shì)相等

E

=

04二 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布++++++++ε0qS

E

dS

=

0

=

E

=

01

實(shí)心導(dǎo)體\

q

=

0高斯面+S

+實(shí)心帶電導(dǎo)體結(jié)論：導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體表面.5iS

qi

=

0

E

dS

=

0

2

空腔導(dǎo)體空腔內(nèi)無(wú)電荷時(shí)電荷分布在表面內(nèi)表面？外表面？高斯面S空腔帶電導(dǎo)體6UAB

=AB

E

dl

?0若內(nèi)表面帶電，必等量異號(hào)0=

0ε

E

dS

=

qiS

與導(dǎo)體是等勢(shì)體矛盾高斯面＋A

—B

S++++++++++空腔帶電導(dǎo)體結(jié)論：空腔內(nèi)無(wú)電荷時(shí)，電荷分布在外表面,內(nèi)表面無(wú)電荷.7S

E

dS

=

0空腔內(nèi)有電荷時(shí)

qi

=

0S高斯面8q+

q-q空腔導(dǎo)體結(jié)論:

空腔內(nèi)有電荷+q時(shí)，空腔內(nèi)表面有感應(yīng)電荷-q，外表面有感應(yīng)電荷+q．3

導(dǎo)體表面附近場(chǎng)強(qiáng)與電荷面密度的關(guān)系E

=

σε

0作扁圓柱形高斯面SE

dS

=

EDS=

σDS/

ε0++++E

=

0s

+

++

DS94

導(dǎo)體表面電荷分布規(guī)律σ

?

E

?;

σ

fl,

E

flE

=

σε

0++++++++++10尖端放電現(xiàn)象帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象．σ

?

E

?11<電風(fēng)實(shí)驗(yàn)>+++++++12避雷針必須可靠接地帶電云避雷針的工作原理++++——－－

－++13—+三 靜電屏蔽1

屏蔽外電場(chǎng)E用空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)2

屏蔽內(nèi)電場(chǎng)+

q

+

++

q

-

q++

+

+-

qq接地空腔導(dǎo)體屏蔽內(nèi)電場(chǎng)14例有一外半徑R1=10

cm，內(nèi)半徑R2=7

cm的金屬球殼，在球殼中放一半徑R

=5

cm的同心3金屬球，若使球殼和球均帶有q=10-8C的正電荷，問兩球體上的電荷如何分布？球心電勢(shì)為多少？+

q+

qR3R2R115作球形高斯面S

2解作球形高斯面S1E1

=

0 (r

<

R3

)S2ε0q+Rq1+

qS1R3R2R1+

qR3R+

qS2r2R101624

π

ε

r2

E2

dS

=q(R3

<

r

<

R2

)\

E

=\

E3

=

0 (R1

<

r

<

R2

)3S3E

dS

=04ε02qS1044

π

ε

r2

E4

dS

=2q(r

>

R

)\

E

=-

q+

qR3R2+

2qS3rR1-

q+

qR3R21R1+

2qS3rR1RR+

qR3R2R1S3rR1S4

+

2q-

q+

qR3

rR2R1球體上的電荷分布如圖（球殼內(nèi)表面帶-q，17外表面帶+2q）(r

<

R3

)E1

=

0024

π

ε

r2qE

=(R3

<

r

<

R2

)(R1

<

r

<

R2

)E3

=

02044

π

ε

r2q(r

>

R1)E

=R118R2R3+

2q-

q+

q￥0E

dlV

=o=

30RRR2

E2dl

+3

E11

24

π

ε0

R3

R2

R1(

-

+

)==

2.31·103

VR119R2R3+

2q-

q+

qR1=10

cm，R2=7

cmR3=5

cm，q=10-8

C￥+