1、1,一 靜電平衡條件,1 靜電感應(yīng),+,在靜電場(chǎng)力作用下，導(dǎo)體中自由電子在電場(chǎng)力的作用下作宏觀(guān)定向運(yùn)動(dòng)，使電荷產(chǎn)生重新分布的現(xiàn)象。,2,2 靜電平衡,3,靜電平衡條件：,（1）導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零；,（2）導(dǎo)體表面處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，都與導(dǎo)體表面垂直.,導(dǎo)體中電荷的宏觀(guān)定向運(yùn)動(dòng)終止，電荷分布不隨時(shí)間改變。,靜電平衡：,4,導(dǎo)體表面為等勢(shì)面,推論：導(dǎo)體為等勢(shì)體,5,二 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布,結(jié)論：導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷， 電荷只分布在導(dǎo)體表面.,1實(shí)心導(dǎo)體,6,2空腔導(dǎo)體,空腔內(nèi)無(wú)電荷時(shí),電荷分布在表面,7,若內(nèi)表面帶電，必等量異號(hào),結(jié)論：空腔內(nèi)無(wú)電荷時(shí)，電荷分布在外表面, 內(nèi)表面無(wú)電

2、荷.,與導(dǎo)體是等勢(shì)體矛盾,8,空腔內(nèi)有電荷時(shí),結(jié)論: 空腔內(nèi)有電荷+q時(shí)，空腔內(nèi)表面有感 應(yīng)電荷-q，外表面有感應(yīng)電荷+q,+,q,9,作扁圓柱形高斯面,3 導(dǎo)體表面附近場(chǎng)強(qiáng)與電荷面密度的關(guān)系,10,4導(dǎo)體表面電荷分布規(guī)律,注意：導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周?chē)h(huán)境有關(guān).,11,例題9-1兩個(gè)半徑分別為R和r 的球形導(dǎo)體（Rr），用一根很長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)（如圖），使這個(gè)導(dǎo)體組帶電，電勢(shì)為V，求兩球表面電荷面密度與曲率的關(guān)系。,導(dǎo)體上的電荷分布,12,解:兩個(gè)導(dǎo)體所組成的整體可看成是一個(gè)孤立導(dǎo)體系，在靜電平衡時(shí)有一定的電勢(shì)值。設(shè)這兩個(gè)球相距很遠(yuǎn)，使每個(gè)球面上的電荷分布在另一球所激發(fā)的電場(chǎng)可忽

3、略不計(jì)。細(xì)線(xiàn)的作用是使兩球保持等電勢(shì)。因此，每個(gè)球又可近似的看作為孤立導(dǎo)體，在兩球表面上的電荷分布各自都是均勻的。設(shè)大球所帶電荷量為Q，小球所帶電荷量為q，則兩球的電勢(shì)為,導(dǎo)體上的電荷分布,13,可見(jiàn)大球所帶電量Q比小球所帶電量q多。,兩球的電荷密度分別為,可見(jiàn)電荷面密度和半徑成反比，即曲率半徑愈?。ɑ蚯视螅?，電荷面密度愈大。,導(dǎo)體上的電荷分布,14,帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象,尖端放電現(xiàn)象,15,16,靜電感應(yīng) 電暈放電 可靠接地,帶電云,避雷針的工作原理,+,+,+,+,+,+,+,17,三 靜電屏蔽,在靜電平衡狀態(tài)下，空腔導(dǎo)體外面的

4、帶電體不會(huì)影響空腔內(nèi)部的電場(chǎng)分布；一個(gè)接地的空腔導(dǎo)體，空腔內(nèi)的帶電體對(duì)腔外的物體不會(huì)產(chǎn)生影響。這種使導(dǎo)體空腔內(nèi)的電場(chǎng)不受外界影響或利用接地的空腔導(dǎo)體將腔內(nèi)帶電體對(duì)外界影響隔絕的現(xiàn)象，稱(chēng)為靜電屏蔽。,18,三 靜電屏蔽,1屏蔽外電場(chǎng),19,靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體的一個(gè)重要結(jié)論：,導(dǎo)體外表面及其以外空間的電荷，在導(dǎo)體外表面以?xún)?nèi)的空間產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。,導(dǎo)體內(nèi)表面及其以?xún)?nèi)空間的電荷，在導(dǎo)體內(nèi)表面以外的空間產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。,20,靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體的一個(gè)重要結(jié)論：,導(dǎo)體外表面及其以外空間的電荷，在導(dǎo)體外表面以?xún)?nèi)的空間產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。,導(dǎo)體內(nèi)表面及其以?xún)?nèi)空間的電荷，在導(dǎo)體內(nèi)表面以外的空間產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處為零

5、。,21,例 有一外半徑R1，內(nèi)半徑R2 的金屬球殼，在球殼中放一半徑 R3的同心金屬球，若使 球殼帶電Q和球帶電q， 問(wèn)兩球體上的電荷如何 分布？球心電勢(shì)為多少？,22,解,作球形高斯面,作球形高斯面,23,24,25,球殼外表面帶電,用導(dǎo)線(xiàn)連接A、B，再作計(jì)算,26,(3)若不是連接，而是使外球接地，電荷分布如圖所示，,知,所以,這是由于,27,(4)若接地不是外殼球而是內(nèi)球，情況又如何?,解之得,內(nèi)球上所帶電量為零嗎?,28,例2.導(dǎo)體板A，面積為S、帶電量Q，在其旁邊放入導(dǎo)體板B。,求：(1)A、B上的電荷分布及空間的電場(chǎng)分布,(2)將B板接地，求電荷分布,a點(diǎn),b點(diǎn),A板,B板,29,解方程得:,電荷分布,