第十二周-23靜電場9

1、復習電勢的計算1、電勢疊加法2、電勢定義法 靜電場小結(jié)基本物理量：基本定理靜電場有源場靜電場是無旋場靜電場是保守場基本規(guī)律：庫侖定律 高斯定理：環(huán)路定理：基本計算：最基本的電場點電荷的電場場強的計算疊加法高斯定理法電勢的計算疊加法定義法幾種特殊帶電體的電場1、點電荷產(chǎn)生的電場強度2、無限大均勻帶電平面產(chǎn)生的電場 等勢面等勢面3、無限長均勻帶電直線4、無限長均勻帶電圓柱面：5、均勻帶電球面靜電場 導體、電介質(zhì)研究電場和物質(zhì)的相互作用9-5 靜電場中的導體（金屬導體） 一、靜電感應與靜電平衡1、導體的特點無外電場時，自由電子作無規(guī)則熱運動。沒有宏觀定向移動,導體不顯電性。2、靜電感應現(xiàn)象靜電感應現(xiàn)

2、象：在外電場作用下，引起導體中電荷重新分布而呈現(xiàn)出的帶電現(xiàn)象靜電平衡： 靜電場中的導體內(nèi)沒有電荷定向移動. 導體內(nèi)部任意點的場強為零。 導體表面處的場強方向處處與表面垂直。E :3、靜電平衡4、靜電平衡導體的特點： 達到靜電平衡的導體為等勢體，導體的表面為等勢面導體內(nèi)導體表面證明：U：？1. 實心帶電導體在導體達到靜電平衡時，體內(nèi)無凈電荷（=0），凈電荷只分布在導體表面.+P證明：作高斯面S 二、靜電平衡時導體上的凈電荷分布 2. 空腔導體+ 1）空腔內(nèi)無帶電體結(jié)論在體內(nèi)緊貼內(nèi)表面取一高斯面，由高斯定理：可知：內(nèi)表面電荷總量為零。若內(nèi)表面上有正負兩種電荷，則必有電場線由正電荷指向負電荷。問題：

3、是否有可能內(nèi)表面上有正負等量的電荷？與導體為等勢體相矛盾?？涨粌?nèi)無帶電體時，凈電荷只能分布在導體外表面上，導體內(nèi)表面上處處無凈電荷2）空腔內(nèi)有帶電體空腔內(nèi)無帶電體時，外表面總電量為Q。+空腔內(nèi)引入帶電體Q時，外表面總電量變?yōu)镼1。內(nèi)表面總帶電量變?yōu)镼。+內(nèi)表面帶電量和腔內(nèi)的總電量等值異號，外表面總電量由電荷守恒定律決定。由高斯定理、導體的靜電平衡條件及電荷守恒定律可以證明：+總的結(jié)論：靜電平衡狀態(tài)下，導體的凈電荷只能出現(xiàn)在導體的表面上，導體內(nèi)處處沒有凈電荷。當帶電導體處于靜電平衡時，導體表面之外非常鄰近表面處的場強 與導體表面的面電荷密度有如下關(guān)系：證明：三、導體表面的電場強度導體達到靜電平衡

4、時，導體表面的電荷分布與曲率半徑有關(guān)，曲率半徑越大處電荷密度越低。四. 導體表面的電荷分布即：表面上越平坦處電荷密度越小，越尖銳處電荷密度越大。尖端放電（避雷針工作原理） 對于有尖端的帶電導體，尖端處電荷面密度大，則導體表面鄰近處場強也特別大。當場強超過空氣的擊穿場強時，就會產(chǎn)生空氣被電離的放電現(xiàn)象，稱為尖端放電。5 靜電屏蔽原理+（1）利用空腔導體或緊密的金屬網(wǎng)來屏蔽外電場，使空腔內(nèi)物體不受外電場的影響如何防止導體空腔中的電荷對導體外其他物體的影響？舉例：電子儀器設備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的鉛皮當導體接地時，空腔內(nèi)各點相對地的電勢不再變化，腔外電場不受腔內(nèi)電場影響。例.求 電荷及場強分

5、布；球心的電勢 如用導線連接A、B，再作計算解:由高斯定理得電荷分布場強分布已知:金屬球R1，金屬球殼R2、R3，分別帶電q、Q 球心的電勢 場強分布球殼外表面帶電用導線連接A、B，再作計算中和連接A、B，一、靜電感應與靜電平衡（導體的靜電平衡條件） 二、靜電平衡時導體上的電荷分布 1. 實心導體2. 空腔導體（1）腔內(nèi)無帶電體：（2）腔內(nèi)有帶電體：導體內(nèi)部任意點的場強為零。導體表面附近的場強方向處處與表面垂直。一個推論：靜電平衡的導體是等勢體，導體表面是等勢面。 導體內(nèi)部各處凈電荷為0，電荷只能分布在導體表面。電荷只分布在導體的外表面上。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，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定。小結(jié)三、導體表面附近場強四. 導體表面的電荷分布五、 靜電屏蔽導體表面的電荷面密度與導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。 接地封閉導體殼（或金屬