物理55静电场中的导体ppt课件

1、第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+一一 静电感应静电感应 静电平衡条件静电平衡条件感应电荷感应电荷第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+0E第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体00EEE0E+E0E0E导体内电场强度导体内电场强度外电场强度外电场强度感应电荷电场强度感应电荷电场强度第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+ +导体是等势体导体是等势体nee静电平衡条件静电平衡条件（1 1导体内部任何一点处的电场强度为零；导体内部任何一点处的电场强度为零

2、；（2 2导体表面处的电场强度的方向导体表面处的电场强度的方向, ,都与导体表面垂直都与导体表面垂直. .Eld 导体表面是等势面导体表面是等势面0d lEU 导体内部电势相等导体内部电势相等0d ABABlEUlEdAB第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体二二 静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布+结论结论 导体内部无电荷导体内部无电荷00dqSES00diSqSE，0E1实心导体实心导体2 2有空腔导体有空腔导体0 qS 空腔内无电荷空腔内无电荷S电荷分布在表面上电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？内表面上有电荷吗？第第5 5章章 静电场静

3、电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体0d lEUABAB若内表面带电若内表面带电所以内表面不带电所以内表面不带电S+-AB 结论结论 电荷分布在外表面上内表面无电荷）电荷分布在外表面上内表面无电荷）+矛盾矛盾0diSqSE，导体是等势体导体是等势体0d lEUABAB第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体q 空腔内有电荷空腔内有电荷q2S00d1iSqSE，qq内qQ1S电荷分布在表面上电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？内表面上有电荷吗？00d2iSqSE， 结论结论 当空腔内有电荷当空腔内有电荷 时时,内表面因静电感应出内表面因静电感应出现等值异

4、号的电荷现等值异号的电荷 ，外表面有感应电荷，外表面有感应电荷 （电荷（电荷守恒）守恒）qqq第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+E 为表面电荷面密度为表面电荷面密度 作钱币形高斯面作钱币形高斯面 S S3 3导体表面电场强度与电荷面密度的关系导体表面电场强度与电荷面密度的关系0dSSES0SSE0E 表面电场强度的大表面电场强度的大小与该表面电荷面密度小与该表面电荷面密度成正比成正比0E第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+留意留意 导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.

5、 .4导体表面电荷分布导体表面电荷分布EE;,0E第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体带电导体尖端附近电场最强带电导体尖端附近电场最强 带电导体尖端附近的电场特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，电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电即尖端放电 . 尖端放电会损耗电能尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通还会干扰精密测量和对通讯产生危害讯产生危害 . 然而尖端放电也有很广泛的应用然而尖端放电也有很广泛的应用 . 尖端放电现象尖端放电现象 E尖端放电现象的利与弊尖端放电现象的利与弊第

6、第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体+尖端放电现象的利用尖端放电现象的利用第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体三三 静电屏蔽静电屏蔽 1 1屏蔽外电场屏蔽外电场E外电场外电场 空腔导体可以屏蔽外电场空腔导体可以屏蔽外电场, , 使空腔内物体不受外电使空腔内物体不受外电场影响场影响. .这时这时, ,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等. .E空腔导体屏蔽外电场空腔导体屏蔽外电场第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体q 接地空腔导体接地空腔导体将使外部空间不

7、受将使外部空间不受空腔内的电场影响空腔内的电场影响. 问：空间各部问：空间各部分的电场强度如何分的电场强度如何分布分布 ？接地导体电势为零接地导体电势为零q 2 2屏蔽腔内电场屏蔽腔内电场+q第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体1R2R3Rqq 例例 有一外半径有一外半径 和内半径和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金的同心金属球，若使球壳和金属球均带有属球，若使球壳和金属球均带有 的正电荷，的正电荷，问问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？ cm101Rcm72Rcm53RC108q解解 根据静电平衡的条件求电荷分布根据静电平衡的条件求电荷分布)(031RrE0S2232d,qSERrR作球形高斯面作球形高斯面2S2024rqE1S2Sr作球形高斯面作球形高斯面1S第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静电场中的导体1R2R3R)(031RrE)(423202RrRrqE根据静电平衡条件根据静电平衡条件)(0213RrRE0d0S33iiqSE00S412d,4qqSERrii)(421204rRrqE3Sr4Srqqq2第第5 5章章 静电场静电场5.5 5.5 静电场中的导体静