c静电场中的导体PPT课件

第13章静电场中的导体,1,.,13.1导体的静电平衡条件,导体内部和表面都没有电荷定向移动的状态,-,+,静电平衡的条件,2,.,13.2静电平衡导体的性质,（1）实心导体,Q仅分布于表面,理由：,在导体内任取一体积元,则有,体积元大小和位置任意,导体内处处没有净电荷,3,.,表面E表(表面附近的场强值),孤立导体表面分布规律：,曲率小处曲率大处,避雷针,尖端放电,整个导体是等势体,4,.,（2）空腔导体(腔内无q),腔表无q,理由：,若腔表有+q、-q，则从+q至-q有电场线,违背静电场环路定理,5,.,腔内无电场,理由：假如有电场必有电场线起止处必有q与“无q”矛盾,整个导体包括空腔在内,是一个等势体,（3）空腔导体(腔内有q),腔表有-q,腔内有电场,导体的实体部分，仍是等势体,6,.,13.3有导体存在时静电场的分析与计算,电荷守恒、静电平衡条件、高斯定理,【例13-1】,如图,面积各为S的两导体大平板A、B,分别带电荷QA、QB.求各板面上的面电荷密度1、2、3、4。,解：,各板面可视为无限大均匀带电平面.,由电荷守恒及静电平衡条件,有,7,.,1+2=QA/S(QA=const.),(外侧等量同号),(内侧等量异号),3+4=QB/S(QB=const.),1-2-3-4=0(EA=0),1+2+3-4=0(EB=0),(可推广到多块导体板情形),8,.,9,【讨论】,若QB=0,两板内、外侧均有电荷!,9,.,若B板接地,则VB=0,(否则有电场线外延,VB0),1=0，2=QA/S，3=QA/S,4=0,Note：,导体接地(不管其哪一部分接地),则其远离另一带电体的一端不带电,10,.,【例13-2】,如图,金属球带电荷q,金属球壳带电荷Q.求此系统的电荷分布。,解：,设从内到外三个球面上电荷各为q1,q2,q3,则q1=q,q2=-q(高斯定律),q3=Q+q(电荷守恒),【讨论】,若球壳接地,则V壳=0,q3=0(否则有电场线外延,V壳0),q1=q,q2=q,11,.,若内球接地,则V球=0,q10(否则q2=0,q3=Q,V球0),【思考】,这与“远端不带电”是否矛盾?,设q1=q，则q2=-q，q3=Q+q,由,12,.,若内球接触球壳后再返回原处,则q1=0(接触一体电荷分布于外表面),q2=0,q3=Q+q,【例13-3】,将一负电荷移到一不带电的导体附近,则导体内的场强,导体的电势.(填增大、不变、减小),解：,不变.(场强保持为零),减小.,13,.,【讨论】,若导体是球形的,半径为R,点电荷q与球心相距r,则V导=?,Hint：,接上,若将球形导体接地,则Q导=?,14,.,13.4静电屏蔽,导体壳不论接地与否，其内部电场不受壳外电荷的影响；接地导体壳的外部电场不受壳内电荷的影响。静电屏蔽,15,.,物理本质：壳外及导体外表面的电荷，在腔内产生的场强为零；壳内及导体内表面的电荷，在腔外产生的场强为零,应用：,金属外壳、屏蔽线等,【思考】,q偏离球心,球壳外表面电荷分布是否均匀?,16,.,导体静电平衡条件,静电平衡下导体的性质,实心导体,17,.,空腔导体(腔内无q),空腔导体(腔内有q),18,.,导体接地(V=0),其远离另一带电体的一端不带电