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§9-1靜電場中的導體一.導體的靜電平衡第九章導體和電介質中的靜電場1.導體絕緣體半導體

1)導體:導電能力極強的物體,常見為金屬(存在大量可自由移動的電荷)2)絕緣體(電介質):導電能力極弱或不能導電的物體3)半導體:導電能力介于上述兩者之間的物體12、導體的靜電感應過程靜電感應:在靜電場中,導體中自由電子在電場力的作用下作宏觀定向運動,使電荷產生重新分布的現(xiàn)象。2.導體的靜電平衡狀態(tài)及條件2導體靜電平衡條件:1)導體內任一點的電場強度都等于零導體的內部和表面都沒有電荷作任何宏觀定向運動的狀態(tài).導體的靜電平衡狀態(tài):2)導體表面任一點

場強方向垂直于表面3靜電平衡條件:導體內部場強處處為零場強電勢導體為一等勢體表面場強垂直于導體表面導體表面是一個等勢面導體的靜電平衡5二.靜電平衡時導體上的電荷分布1)實心導體靜電平衡條件凈電荷只分布于外表面++++++++++62)空腔導體,腔內無電荷同上,導體殼層內緊貼內表面作高斯面若則必然有存在電力線由,沿電力線方向電勢降低,導體內表面有電勢差,與靜電平衡條件(導體表面為等勢面)矛盾。所以

凈電荷只能分布于外表面。71)空腔原不帶電,腔內電荷,腔內、外表面電量?2)空腔原帶電.腔內電荷,腔內、外表面電量?-----------9AABCB3)空腔能屏蔽腔內電荷的電場嗎?如何實現(xiàn)?腔不接地:腔內不受腔外電荷影響腔外要受腔內電荷影響腔接地:內外電場互不影響。10靜電屏蔽在靜電平衡狀態(tài)下,空腔導體外面的帶電體不會影響空腔內部的電場分布;一個接地的空腔導體,空腔內的帶電體對腔外的物體不會產生影響。這種使導體空腔內的電場不受外界影響或利用接地的空腔導體將腔內帶電體對外界影響隔絕的現(xiàn)象,稱為靜電屏蔽。應用:1、對某些精密儀器,外加金屬罩,避免外電場的干擾。2、對高壓設備等外裝接地網罩,避免電場對外界的影響。11思考:〈1〉設帶電導體表面某點電荷密度為,外側附近場強,現(xiàn)將另一帶電體移近,該點場強是否變化?公式

是否仍成立?導體表面變化,外側附近場強變化,而仍然成立。13〈2〉無限大帶電平面:

帶電導體表面附近:是否矛盾?幾何面14尖端放電現(xiàn)象及其應用3.孤立導體與表面曲率有關.1)導體表面凸出而尖銳的地方(曲率較大)

電荷面密度較大2)導體表面平坦的地方(曲率較?。╇姾擅婷芏容^小3)導體表面凹進去的地方(曲率為負)電荷面密度更小防止:輸電線等利用:火花放電設備,避雷針等15例1.

金屬板面積為S,帶電量為

q,近旁平行放置第二塊不帶電大金屬板。求:1、求電荷分布和電場分布;2、把第二塊金屬板接地,情況如何?解:1、電量守恒定律根據高斯定理有:P點的場強是四個帶電面產生pX17方向朝左方向朝右方向朝右ABCX182、右板接地高斯定理:P點的合場強

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