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文档简介

第三章静电场中的导体(ConductorsinElectrostaticField)导体的静电平衡条件静电平衡下导体的特征静电屏蔽内容§3.1导体的静电平衡(ElectrostaticEquilibriumofConductors)——导体内部和表面都没有电荷定向移动的状态1.静电平衡的条件导体是等势体，表面是等势面。2.静电平衡下导体的电学特征⑴实心导体①Q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②表面

E表(表面附近的场强值)表面外法线方向单位矢量

尖端放电

max③孤立导体表面

分布规律：曲率小处曲率大处8空气中的直流高压放电图片：④整个导体是等势体E表等势面

表面⑵空腔导体(腔内无q)①腔表无q理由：S若腔表有+q、-q，则从+q至-q有电场线违背静电场环路定理L②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

③整个导体包括空腔在内,是一个等势体⑶空腔导体(腔内有q)①腔表有-q②腔内有电场③导体的实体部分，仍是等势体q[例3-1]

1

2

3

4QAQBAB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

1+

2=QA/S①(QA=const.)③④→

1-4=0⑤

2+3=0⑥(外侧——等量同号)(内侧——等量异号)

3+

4=QB/S②(QB=const.)

1-

2-3-4=0③(EA=0)

1+

2+3-4=0④(EB=0)(可推广到多块导体板情形)①②⑤⑥→

1=(QA+QB)/2S

2=(QA

QB)/2S

3=(QA

QB)/2S

4=(QA+QB)/2S[讨论]若B板接地则VB=0

4=0(否则有电场线外延,VB

0)

1=0，2=QA/S，3=QA/S导体接地(不管其哪一部分接地),其远离另一带电体的一端不带电

Note:[例3-2]R1R2R3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=qq2=-q(高斯定律)q3=Q+q(电荷守恒)[讨论]①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=

q②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?③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§3.2静电屏蔽(ElectrostaticShielding)qq

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．电器＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋

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