《电磁学》第4章 静电场中的导体

第4章静电场中的导体 、导体的静电平衡条件 二、静电平衡的导体上的电荷分布 、有导体存在时静电场的分析与计算 四、静电屏蔽

一、导体的静电平衡条件 二、静电平衡的导体上的电荷分布 三、有导体存在时静电场的分析与计算 四、静电屏蔽 第 4 章 静电场中的导体

导体的静电平衡条件 1、金属导体的电结构 从微观角度来看,金属导体是由带正电的晶格 点阵(离子实)和自由电子构成,晶格不动, 相当于骨架,而 自由电子在内 部可自由运动, 充满整个导体, 是公有化的

一、导体的静电平衡条件 1、金属导体的电结构 从微观角度来看，金属导体是由带正电的晶格 点阵（离子实）和自由电子构成，晶格不动， 相当于骨架，而 自 由 电 子 在 内 部 可自 由运 动， 充 满整 个导 体， 是公有化的

导体的静电平衡条件 1、金属导体的电结构 当导体不带电,也不受外电场作用时,自 由电子均匀分布,只做热运动而没有定向 的宏观电荷移动,因而整个金属导体从宏 观上看是电中性的

当导体不带电，也不受外电场作用时，自 由电子均匀分布，只做热运动而没有定向 的宏观电荷移动，因而整个金属导体从宏 观上看是电中性的。 一、导体的静电平衡条件 1、金属导体的电结构

导体的静电平衡条件 2、静电感应 在静电场E中,导体中的自由电子在E0作用 下定向运动,引起导体内部正负电荷的重新 分布,反过来又引起导体内外电场的重新分 布

E0 E0 E´ 2、静电感应 一、导体的静电平衡条件 在静电场 中，导体中的自由电子在 作用 下定向运动，引起导体内部正负电荷的重新 分布，反过来又引起导体内外电场的重新分 布。 E0  E0 

导体的静电平衡条件 3、导体的静电平衡状态 不管导体原来是否带电和有无外电场的 作用,导体内部和表面都没有电荷的宏观定 向运动的状态称为导体的静电平衡状态

不管导体原来是否带电和有无外电场的 作用，导体内部和表面都没有电荷的宏观定 向运动的状态称为导体的静电平衡状态。 3、导体的静电平衡状态 一、导体的静电平衡条件

导体的静电平衡条件 (1)当导体达到静电平衡状态时, E'=-E 即:导体内部处处电场强度为零。 E:=0 int 0

(1)当导体达到静电平衡状态时， 即：导体内部处处电场强度为零。 一、导体的静电平衡条件 E0 E E0 ´ E E0    = − Eint = 0 

导体的静电平衡条件 (2)导体表面的电场与导体表面垂直 E.⊥表面 导体

(2) 导体表面的电场与导体表面垂直。 一、导体的静电平衡条件 Es ⊥ 表面  Es  导体

导体的静电平衡条件 4、导体静电平衡条件的另一种表述 处于静电平衡的导体是等势体,导体表面是 等势面 °△q=q-qn=-E·l=0 E:=0 int b

处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是 等势面。  = − = −  = 0  L b a E dl      一、导体的静电平衡条件 4、导体静电平衡条件的另一种表述 a b L Eint = 0  b = a

、静电平衡的导体上的电荷分布 1、导体内部不存在净电荷,电荷只能 分布在导体外表面上 在导体内作任意形状的封闭曲面S,则 Joints=0 E:=0 int ∑q=0 S内

在导体内作任意形状的封闭曲面 S ，则  = 0 S Eint S   d 二、静电平衡的导体上的电荷分布 1、导体内部不存在净电荷，电荷只能 分布在导体外表面上。 S Eint = 0    = 0 S内 qi

、静电平衡的导体上的电荷分布 2、导体外表面各处的面电荷密度与该 处的电场强度的大小成正比。 做一柱形高斯面,上底在导体外,下底在导体 内,侧面与表面垂直。 E AS 0 nt

做一柱形高斯面，上底在导体外,下底在导体 内，侧面与表面垂直。 二、静电平衡的导体上的电荷分布 2、导体外表面各处的面电荷密度与该 处的电场强度的大小成正比。 S E  Eint = 0 