《电磁学》课程教学课件（PPT讲稿）第6节 导体的静电平衡

引言真空中的静电场是一种理想化的情况静电场中总会存在其它物质物质按导电性能的不同分为三类：导体，绝缘体，半导体

⚫ 真空中的静电场是一种理想化的情况 ⚫ 物质按导电性能的不同分为三类： 导体，绝缘体，半导体 ⚫ 静电场中总会存在其它物质 引 言

关于金属导体金属导体中，原子最外层的价电子受原子核的库仑引力较小，容易摆脱原子核的束缚而在各原子之间自由运动，称为自由电子。金属导体中，原子中除价电子外的其余部分叫原子实，原子实排列成整齐的点阵，叫做晶格从电结构说，金属导体是由带负电的电子和格点上带正电的晶格组成

关于金属导体 ◆金属导体中，原子最外层的价电子 受原子核的库仑引力较小，容易摆脱 原子核的束缚而在各原子之间自由运 动，称为自由电子。 ◆金属导体中，原子中除价电子外的 其余部分叫原子实，原子实排列成整 齐的点阵，叫做晶格 从电结构说， 金属导体是由带负电的电子 和格点上带正电的晶格组成

从电结构说，金属导体的基本特点就是：其内部存在大量的自由电子不受外电场作用时导体内的自由电子像气体分子一样只在晶格之间作无规则运动，没有宏观的定向运动

从电结构说， 金属导体的基本特点就是： 其内部存在大量的自由电子 不受外电场作用时， 导体内的自由电子像气体分子一样 只在晶格之间作无规则运动，没有 宏观的定向运动

E思考：金属导体置于静电场中会发生什么情况呢？

E  思考： 金属导体置于静电场中会发生什么情况呢？

s 2-1金属导体的静电平衡产生静电感应现象达到静电平衡状态

产生静电感应现象 达到静电平衡状态

静电感应感应电荷若把导体放在静电场中，导体中的自由电子将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叫作静电感应。而在导体表面呈现出感应电荷的现象

一1、静电感应 + + +++ + + + + 感应电荷 若把导体放在静电场中，导体中的自由电子将在电场力的 作用下作宏观定向运动，引起导体中电荷重新分布 而在导体表面呈现出感应电荷的现象，叫作静电感应

静电平衡讨论矩形导体置于匀强电场中的情形E

E 0  二 静电平衡 讨论矩形导体置于匀强电场中的情形

大约只需10-1静电平衡的过程E=011直到内部各点场强等于导体内部的自由电子受导体两端出现的正到电场力的作用，将向电场负电荷在导体内部形成零为止，这时自由电子的定的反方向做定向移动。反方向的电场E向移动停止。E'<Eo导体刚放入匀当E'=Eo，E内=0,自由电子继续作强电场中，自导体内部自由电子定定向运动，由电子做定向向运动停止，E'增加运动达到静电平衡

导体刚放入匀 强电场中，自 由电子做定向 运动 E’<E0， 自由电子继续作 定向运动， E’增加 当E’=E0 , E内=0， 导体内部自由电子定 向运动停止， 达到静电平衡s 17 10 静电平衡的过程 大约只需 −

静电平衡++0+一DOOOO0E导体内部和表面自由电子停止作定向运动则导体处于静电平衡

E 0  + + + + + + + + 静电平衡 导体内部和表面自由电子停止作定向运动， 则导体处于静电平衡

静电平衡条件？（1）用电场表示：C0000D0000000EIRE'E0/内部自由电子停止作定向运动要求E =0

内部自由电子停止作定向运动 静电平衡条件？ E 0  + + + + + + + + ＇ E  E 0  E = 0  E内 = 0  要求 （1）用电场表示：