《大学物理静电场》PPT课件.ppt

吴庆文 勘误： 教材P178: q-qB内= 0 应为 q+qB内= 0 第6节 静电场中的导体 电势差： a L1 L2 b 静电势能 电势：电势零点的选取 定义法 叠加法： 静电场的环路定理： 电场力是保守力，静电场是保守力场 ，电场力做功与路径无关。 无旋场 2 等势面： （1）在同一等势面上移动电荷,电场力作功恒为零; （2）电场线与等势面处处正交; （3）电场线方向指向电势降低方向; （4）若相邻等势面电势差相等 等势面密处场强大；等势面疏处场强小。 电势梯度： 点电荷q电场中任意一点P 的电势V () V o 均匀带电q的球面， 任一点P的电势() 3 第6节 静电场中的导体 什么是导体？ 一、导体的静电平衡：导体内电荷不再移动（宏观） 感应电荷 静电平衡条件： （1） A B （2） ：导体内部的电场强度处处为零 ：导体是等势体 导体表面是等势面 4 静电平衡条件： （1） （2） ：导体内部的电场强度处处为零 ：导体是等势体 导体表面是等势面 （3）导体表面上的电场强度处处垂直于表面。 二、导体上的电荷分布 （1）导体内部无净电荷 （2）处于静电平衡的孤立导体表面电荷分布： 曲率越大：面电荷密度越大 曲率越小：面电荷密度越小 曲率为负（凹进去）：更小 无外场、自身 带电为Q S 5 演示：电荷曲率分布 （3）导体外表面上各处的面电荷密度 与该处 表面附近的E大小成正比 是导体表面电荷及外面电荷的合场强! 是表面附近，无限接近表面的场强 证明： 注 根据高斯定理 则有 如图取高斯面S 即 内 6 放电！放电！ + + + + + + + + + + + + + + 曲率越大（尖端） 面电荷密度越大 尖端放电 + + + 表面电场越大 光晕 等离子体 7 演示实验： (1)尖端放电 (2)富兰克林轮 静电场中导体的电荷分布特点 （1）导体内部无净电荷 （2）处于静电平衡的孤立导体表面电荷分布： 曲率越大：面电荷密度越大 （3）导体表面电场的大小 尖端放电 + + + 光晕 等离子体 8 尖端放电的应用与防止 1避雷针 静电复印 2 1.图片经过照明，反射成像 2. 像落在光导硒鼓上，光导 硒鼓对光照敏感（遇光电阻 极度下降），形成了一个静 电潜像。 3.一种与静电潜像上电荷相 反的显影墨粉就会被吸引过 去 4.纸张经过，形成图像 9 静电除尘 3 细丝 电极 除尘前除尘后 10 三、导体壳与静电屏蔽 （1） 体内有空腔，腔内无其它带电体时 高斯定理：如图高斯面-内部电荷代数和为 0. 假设导体内表面上的a点处有电荷q0， b点q0)， 问: 球上的感应电荷q=? 解： 需保证球体上处处电势 球心处： Vo= 0 V = 0 q = q ？ 问题的关键是：球心 不一定！要受“+q”的制约。 - - - - - - - - - q 球上 q分布不均匀 代入上式 金属球接地 q全部跑掉？ 20 例、金属球A带电 q1=1109C, 外有一同心金属 球壳B带电q2 =3 109C, 并且 R1=2cm, R2=5cm, R3=10cm 求（1）若B 接地，VA、VB 各等于多少？ （2）若A 接地 (地在无限远), A、B球上电荷 分布及电势？ 解： 静电感应 （1）B接地 VB = 0 =270V 则 21 （2）若A 接地, A、B球上电荷分布及电势？ 解： 球壳B内表面