大学物理第9章静电场中的导体汇总课件.pptx

两条实验定律

两个出发点

两个物理量

两个基本性质

《静电场》复习

●库仑定律

●叠加原理

●电荷受力

●电场力作功

●电场强度

●电势能

●高斯定理

●环路定理

1

•在静电场中总是存在导体

•静电场与静电场中导体之间有相互作用主要内容有：

•静电场中导体

2

++++

+

感应电荷

6-1、2、3、4静电场中的导体

+

+

+

+

3

4

+

+

+

+

+

+

+

+

+

引起导体中电荷重新分布而呈现出带电的现象，叫作静电感应。

导体中的自由电子在电场力的作用下作宏观定向运动，

11、静电感应

+

+

+

导体内没有电荷作定向运动，导体处于静电平衡状态。

2、静电平衡状态

感应电荷电场强度5

外电场强度

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(1)导体内部任何一点处的电场强度为零；

(2)导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.

3、静电平衡条件

Ø导体表面是等势面

Ø导体内部电势相等

++

+

导体是等势体

6

7

电荷分布在表面上

内表面上有电荷吗？

结论导体内部无电荷

22、空腔导体

空腔内无电荷

+++

++

++

+

+

+

-

-

结论电荷分布在外表面上(内表面无电荷)

所以内表面不带电

+++

+

若内表面带电

导体是等势体

+

+

++

矛盾

+

+

8

结论当空腔内有电荷时,内表面因静电感应出

(电荷

9

电荷分布在表面上

内表面上有电荷吗？

现等值异号的电荷守恒)

，外表面有感应电荷

空腔内有电荷

作钱币形高斯面S

++++

+

+

+

10

表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比

33、导体表面电场强度与电荷面密度的关系

为表面电荷面密度

+++

+

孤立导体处于静电平衡时，表面各处的面电荷密度与表面的曲率有关，曲率越大的地方，面电荷密度越大。

导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.

44、导体表面电荷分布

++

+

注意

+

+

11

尖端放电会损耗电能,还会干扰精密测量和对通讯产生危害.

避免方法：金属元件尽量做成球形，并使导体表面尽可能的光滑

然而尖端放电也有很广泛的应用.

带电导体尖端附近电场最强

带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电.

尖端放电现象的利与弊

尖端放电现象

12

+

避雷针

尖端放电现象的利用

+++

电风实验

+

+

13

14

15

空腔导体屏蔽外电场

外电场

空腔导体可以屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.

1屏蔽外电场

16

+

+

+

+

+

接地空腔导体

将使外部空间不受空腔内的电场影响.

接地导体电势为零

问：空间各部

分的电场强度如何

分布？

2屏蔽腔内电场

+

+

+

17

结论：空腔导体(无论接地与否)将使腔内空间不受外电场的影响，而接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场的影响

18

•高压设备都用金属导体壳接地做保护

•在电子仪器、或传输微弱信号的导线中都常用金属壳或金属网作静电屏蔽。

•高压带电操作

22、应用

外界不影响内部

+

+

+

+

+

+

+

+

19

例有一外半径和内半径

的金属球壳，在球壳内放一半径的同心金

属球，若使球壳和金属球均带有的正电荷，

问两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？

解根据静电平衡的条件求电荷分布

20

作球形高斯面

作球形高斯面

根据静电平衡条件

21

22