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第九章静电场中的导体与电介质 研究静电场与导体和电介质的相互作用 9 1静电场中的导体 金属导体 静电场中的导体上的电荷不再发生定向移动 称导体达到了静电平衡 下一页 一 静电感应静电平衡条件 在外电场作用下 引起导体中电荷重新分布而呈现出的带电现象 叫作静电感应现象 天马行空官方博客 导体的静电感应过程 无外电场时 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 外 E E 外 E 感 内 0 导体达到静电平衡 E 外 E 感 所以 导体的静电平衡条件为 导体内部任意点的场强为零 导体表面附近的场强方向处处与表面垂直 证明 等势体 导体内 导体表面 一个推论 静电平衡的导体是等势体 导体表面 是等势面 下一页 金属球放入均匀电场前 E 下一页 金属球放入后电力线发生弯曲电场变为一非均匀场 金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场 下一页 净电荷分布在导体表面 导体内处处无净电荷 二 静电平衡时导体上的电荷分布 导体内任取高斯面 1 实心导体 证 下一页 2 空腔导体 1 腔内无带电体时 净电荷分布在导体外表面 导体内表面处处无净电荷 在体内取一高斯面S 由高斯定理 可知 内表面电荷代数和为零 证明 已经证明导体实体部分处处无净电荷 现只需证明导体空腔的内表面上处处无净电荷 若内表面上有正负两种电荷 则 必有电力线由正电荷指向负电荷 与导体的静电平衡条件相矛盾 下一页 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号 腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定 2 腔内有带电体 由高斯定理和导体的静电平衡条件及电荷守恒定律可以证明以上结论 下一页 三 导体表面附近场强 证 表面附近作圆柱形高斯面 一半在内 一半在外 其中 是导体表面的电荷面密度 下一页 即 导体表面的的电荷面密度与导体表面的曲率半径有关 曲率半径大处电荷密度低 即 表面上愈尖锐处电荷密度越大 四 导体表面的电荷分布 下一页 定性的证明 所以才有尖端放电现象 避雷针即利用尖端放电原理 五 静电屏蔽 接地导体壳 或金属丝网 将内外的电场影响完全隔绝 导体壳 不论接地与否 内部的物体不受外电场的影
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