《静电场中的导体和电介质》讲义

10-7静电场中的导体和电介质 静电感应 导体中的自由电子在电场力的作用下作 宏观定向运动,引起导体中电荷重新分 布而呈现出带电的现象,叫作静电感金属导体有自由电子, 应 作无规则的热运动。 ● B

10-7 静电场中的导体和电介质 一、静电感应 静电平衡条件 金属导体有自由电子， 作无规则的热运动。 导体中的自由电子在电场力的作用下作 宏观定向运动，引起导体中电荷重新分 布而呈现出带电的现象，叫作静电感 应。 11、静电感应 + + + + + + + +  A B + + + + + + + + _ _ _ _ + + + A B +

25 静电平衡状态 导体的两个侧面出现了等量异号的电荷。在导体的内部建立 个附加电场。 导体内部的场强E就是E和E的叠加 ++++十 ++ 开始,E<E,导体内部场强不为零,自由电子继续运动,E 增大。到E'=E0即导体内部的场强为零,此时导体内没有电薇 作定向运动,导体处于静电平衡状态

导体的两个侧面出现了等量异号的电荷。在导体的内部建立一 个附加电场。 导体内部的场强E 就是E‘ 和E0 的叠加。 + + + + + + - - - - - - - + + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - 开始， E’< E0 ，导体内部场强不为零，自由电子继续运动，E’ 增大。到E’= E0 即导体内部的场强为零，此时导体内没有电荷 作定向运动，导体处于静电平衡状态。 22、静电平衡状态

3静电平衡条件 用电场表示 王表⊥表 势 导体内部任一点的电场强度为零; 面 ·导体表面处的电场强度,与导体的 E内=0 表面垂直 用电势表示: 导体是个等势体; 导体表面是等势面。 对于导体内部的任何两点A和B B E.d=0 6 AB 对于导体表面上的两点A和B B B AB 0 A

用电场表示 •导体内部任一点的电场强度为零； •导体表面处的电场强度，与导体的 表面垂直。 33、静电平衡条件 E内= 0 E表⊥ 表面  E  用电势表示： •导体是个等势体； •导体表面是等势面。 对于导体内部的任何两点A和B =  = 0  B A AB U E dl   对于导体表面上的两点A和B =  = 0  B A AB t U E dl   A B dl  等 势 面

静电场中的导体

静电场中的导体

E钟距的行 实心导体二 E=0 在静电平衡时,导体内部的电场 强度为零,所以通过导体内部任 高斯面的电场强度通量必为零 P内=0 S E ds=0 结论: 在静电平衡时,导体所带的电 荷只能分布在导体的表面上, 导体内部没有净电荷

二、静电平衡时导体上电荷的分布 在静电平衡时，导体内部的电场 强度为零，所以通过导体内部任 一高斯面的电场强度通量必为零  = 0  S E dS   结论： 在静电平衡时，导体所带的电 荷只能分布在导体的表面上， 导体内部没有净电荷。 11、实心导体 内=0 S  V E=0

空导体一 外 C内≠0 情况1、空腔内有电荷+q DE 内 ≠0 空腔的内表面有感应电荷-q, g内表9 空腔的外表面有感应电荷+q 外 情况2、空腔内无电荷 O内=0 内=0 空腔的内表面没有电荷, S 电荷只能分布在空腔的外 表面。 绕影影

情况2、空腔内无电荷 情况1、空腔内有电荷+q 2 2、空腔导体 外 q内表 E内 内 q  0  0 =-q S 空腔的内表面有感应电荷-q， 空腔的外表面有感应电荷+q 空腔的内表面没有电荷， 电荷只能分布在空腔的外 表面。 外 E内 内 S内 S = 0 = 0

3导体表面附近的电场 E.dS=EAS、4a a△S E 导体 导体表面之外邻近表面处的场强,与该处电 荷面密度成正比,方向与导体表面垂直。 导体表面 孤立导体 孤立导体处于静电平衡时,表面各处的 面电荷密度与表面的曲率有关,曲率越 大的地方,面电荷密度越大。 尖端放电: 带电体尖端附近的场强较 大,大到一定的程度,可 以使空气电离,产生尖端 放电现象

P ds  导体表面   =   =  = 0 0    q S E dS E S   0   E = 导体表面之外邻近表面处的场强，与该处电 荷面密度成正比，方向与导体表面垂直。 3 3、导体表面附近的电场 孤立导体处于静电平衡时，表面各处的 面电荷密度与表面的曲率有关，曲率越 大的地方，面电荷密度越大。 4 4、孤立导体 尖端放电： 带电体尖端附近的场强较 大，大到一定的程度，可 以使空气电离，产生尖端 放电现象

俘获闪电,令其改道

雷电 TLC

雷电

报 静电屏蔽现象 E=0 第一类空腔(空腔导体内部无电荷) 空腔内表面不带任何电荷; 空腔内部及导体内部电场强度处处为零。 可以利用空腔导体来屏蔽外电场,使空腔内的物体不 受外电场的影响 q

三、静电屏蔽 第一类空腔(空腔导体内部无电荷) •空腔内表面不带任何电荷; •空腔内部及导体内部电场强度处处为零。 E = 0  可以利用空腔导体来屏蔽外电场，使空腔内的物体不 受外电场的影响。 + q q 11、静电屏蔽现象