1、第六章,靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì) （1）,導(dǎo)體： 能夠讓電流通過的材料。 導(dǎo)體的分類（根據(jù)導(dǎo)電性不同）： 分為超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、及絕緣體。 超導(dǎo)體（superconductor）：指可以在在特定溫度以下，呈現(xiàn)電阻為零的導(dǎo)體 導(dǎo)體（conductor）：存在大量可以自由移動的電荷 半導(dǎo)體（semiconductor）：介于導(dǎo)體和絕緣體之間 絕緣體（insulator）：理論上沒有自由移動電荷，阻礙電流流動，又稱電介質(zhì)（dielectric）,無外電場時,6-1 導(dǎo)體的靜電平衡性質(zhì),6-1-1 導(dǎo)體的靜電平衡條件,金屬導(dǎo)體特征：存在大量的自由電子,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,E,外,加上外電場后,導(dǎo)體的

2、靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場后,E,外,+,+,+,+,+,+,+,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,+,加上外電場后,E,外

3、,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,E,+,+,+,+,+,+,+,+,+,E,外,E,感,+,=,=,內(nèi),0,導(dǎo)體達(dá)到靜平衡,E,外,E,感,靜電感應(yīng)：,在外電場影響下，導(dǎo)體表面不同部分出現(xiàn)正負(fù)電荷的現(xiàn)象。,靜電平衡：,導(dǎo)體內(nèi)部和表面沒有電荷的宏觀定向運(yùn)動。,感應(yīng)電荷：,因靜電感應(yīng)而在導(dǎo)體兩側(cè)表面上出現(xiàn)的電荷。,靜電平衡時導(dǎo)體中的電場特性：,用場強(qiáng)來描寫： 1. 導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零； 2. 表面場強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面。,用電勢來描寫： 1. 導(dǎo)體為一等勢體； 2. 導(dǎo)體表面是一個等勢面。,金屬球放入前電場為一均勻場,E,金屬球放入后電力線發(fā)生彎曲 電場為一非均勻場,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場,放

4、入金屬球后的電場,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)激發(fā)的電場：,注意： 是外電場與感應(yīng)電荷電場的合貢獻(xiàn)。,6-1-2 靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布,1.在靜電平衡下，導(dǎo)體所帶的電荷只能分布在導(dǎo)體的表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷。,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體表面。,結(jié)論：,證明：假設(shè)導(dǎo)體內(nèi)部某區(qū) 域內(nèi)有凈電荷，作一個包圍該電荷的高斯面S ,根據(jù)高斯定理有：,2.處于靜電平衡的導(dǎo)體，其表面上各點(diǎn)的電荷密度與表面鄰近處場強(qiáng)的大小成正比。,證明：由高斯定理：,3. 靜電平衡下的孤立導(dǎo)體，其表面處電荷密度 與該表面曲率有關(guān)，曲率（1/R）越大的地方電荷密度也越大，曲率越小的地方電荷密度也越小。,兩個半徑分別為R和r的球形導(dǎo)體（Rr），用一根很長的細(xì)導(dǎo)線連接起來，使這個導(dǎo)體組帶電 ，電勢為U，求兩球表面電荷與曲率的關(guān)系？,解：由于兩球由導(dǎo)線連接，兩球表面電勢相等：,兩球的面電荷密度：,結(jié)論：兩球電荷面密度與曲率半徑 成反比，即與曲率成正比。,尖端放