1、第九章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì),研究靜電場(chǎng)與導(dǎo)體和電介質(zhì)的相互作用,9-1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（金屬導(dǎo)體）,靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體上的電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)， 稱導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡。 。,（下一頁(yè)）,一、靜電感應(yīng) 靜電平衡條件,在外電場(chǎng)作用下，引起導(dǎo)體中電荷重新分 布而呈現(xiàn)出的帶電現(xiàn)象 ，叫作靜電感應(yīng)現(xiàn)象。,天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,無外電場(chǎng)時(shí),導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場(chǎng)后,E,外,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場(chǎng)后,E,外,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場(chǎng)后,E,外,+,+,導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程,加上外電場(chǎng)后,E,外,+,+,+,+,

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

3、E,外,E,感,+,=,=,內(nèi),0,導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡,E,外,E,感,所以，導(dǎo)體的靜電平衡條件為：,導(dǎo)體內(nèi)部任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。,導(dǎo)體表面附近的場(chǎng)強(qiáng)方向處處與表面垂直。,證明：,等勢(shì)體,導(dǎo)體內(nèi),導(dǎo)體表面,一個(gè)推論：靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面= 是等勢(shì)面。,（下一頁(yè)）,金屬球放入均勻電場(chǎng)前,E,（下一頁(yè)）,金屬球放入后電力線發(fā)生彎曲 電場(chǎng)變?yōu)橐环蔷鶆驁?chǎng),金屬球放入后電力線發(fā)生彎曲 電場(chǎng)為一非均勻場(chǎng),（下一頁(yè)）,凈電荷分布在導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)處處 無凈電荷。,二、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布,導(dǎo)體內(nèi)任取高斯面,1. 實(shí)心導(dǎo)體,證：,（下一頁(yè)）,2. 空腔導(dǎo)體,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+

4、,+,+,+,+,+,+,（1）腔內(nèi)無帶電體時(shí)：,凈電荷分布在導(dǎo)體外表面。 導(dǎo)體內(nèi)表面處處無凈電荷。,在體內(nèi)取一高斯面S ，由高斯定理：,可知：內(nèi)表面電荷代數(shù)和為零。,證明：已經(jīng)證明導(dǎo)體實(shí)體部分處處無凈電荷?，F(xiàn)只需證明導(dǎo)體空腔的內(nèi)表面上處處無凈電荷。,若內(nèi)表面上有正負(fù)兩種電荷，,則：必有電力線由正電荷指向 負(fù)電荷，與導(dǎo)體的靜電平衡條件相矛盾。,（下一頁(yè)）,腔體內(nèi)表面所帶的電量和腔內(nèi)帶電體所帶的電量等量異號(hào)，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定。,（2）腔內(nèi)有帶電體：,由高斯定理和導(dǎo)體的靜電平衡條件及電荷守恒定律可以證明以上結(jié)論。,（下一頁(yè)）,三、導(dǎo)體表面附近場(chǎng)強(qiáng),證: 表面附近作圓柱形高斯面， = 一半在內(nèi)，一半在外。,其中： 是導(dǎo)體表面的電荷面密度,（下一頁(yè)）,即：,導(dǎo)體表面的的電荷面密度與導(dǎo)體表面的曲率半徑有關(guān)：曲率半徑大處電荷密度低；即：表面上愈尖銳處電荷密度越大。,四. 導(dǎo)體表面的電荷分布,（下一頁(yè)）,定性的證明：,所以才有尖端放電現(xiàn)象。,避雷針即利用尖端放電原理。,五. 靜電屏蔽,接地導(dǎo)體殼（或金屬絲網(wǎng)）將內(nèi)外的電場(chǎng)影響完全隔絕。,導(dǎo)體殼（不論接地與否）內(nèi)部的物體不