高二物理競(jìng)賽靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體課件

1、

靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體一、導(dǎo)體的靜電平衡條件1、靜電感應(yīng):在電場(chǎng)力的作用下，引起導(dǎo)體內(nèi)部電荷的重新分布而呈現(xiàn)的帶電現(xiàn)象。靜電感應(yīng)

導(dǎo)體的靜電平衡狀態(tài)—導(dǎo)體內(nèi)部和表面都沒有電荷作定向移動(dòng)的狀態(tài)。當(dāng)電荷分布達(dá)到新的平衡，則稱之為靜電平衡。靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)沒有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體表面上。++++++++++++++++1、實(shí)心導(dǎo)體2、空心導(dǎo)體,腔內(nèi)無導(dǎo)體空腔內(nèi)表面沒有電荷，電荷只分布在外部表面。在導(dǎo)體內(nèi)包圍空腔作高斯面S。則：=0

即空腔內(nèi)表面無凈電荷，所帶電荷只能分布在外表面上。

這表明，空腔內(nèi)表面根本就無電荷(等量異號(hào)也不可能)。

空腔內(nèi)表面可否有等量異號(hào)電荷呢？ab

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(hào)，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定。未引入q1時(shí)放入q1后3、空腔內(nèi)有帶電體+

則空腔外表面就為表面附近作圓柱形高斯面1、導(dǎo)體外部近表面處場(chǎng)強(qiáng)大小與該處電荷面密度的關(guān)系注意：①僅在靜電平衡下成立；②表面處場(chǎng)強(qiáng)不僅是表面處面密度決定。導(dǎo)線證明:即用導(dǎo)線連接兩導(dǎo)體球則2、電荷面密度與曲率的關(guān)系導(dǎo)體表面曲率較大的地方，電荷面密度也較大。

導(dǎo)體表面上的電荷分布情況，不僅與導(dǎo)體表面形狀有關(guān)，還和它周圍存在的其他帶電體有關(guān)。靜電場(chǎng)中的孤立帶電體：導(dǎo)體上電荷面密度的大小與該處表面的曲率有關(guān)。曲率較大，表面尖而凸出部分，電荷面密度較大曲率較小，表面比較平坦部分，電荷面密度較小曲率為負(fù)，表面凹進(jìn)去的部分，電荷面密度最小導(dǎo)體表面上的電荷分布靜電屏蔽

接地封閉導(dǎo)體殼（或金屬絲網(wǎng)）外部的場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響。

封閉導(dǎo)體殼（不論接地與否）內(nèi)部的電場(chǎng)不受外電場(chǎng)的影響；++++避雷針；靜電屏蔽；場(chǎng)致發(fā)射顯微鏡；感應(yīng)起電機(jī)。電荷守恒定律靜電平衡條件電荷分布例1.已知：導(dǎo)體板A，面積為S、帶電量Q，在其旁邊放入導(dǎo)體板B。

求：(1)A、B上的電荷分布及空間的電場(chǎng)分布(2)將B板接地，求電荷分布a點(diǎn)b點(diǎn)A板B板解方程得:電荷分布場(chǎng)強(qiáng)分布兩板之間板左側(cè)板右側(cè)

(2)將B板接地，求電荷及場(chǎng)強(qiáng)分布板接地時(shí)電荷分布a點(diǎn)b點(diǎn)

場(chǎng)強(qiáng)分布電荷分布兩板之間兩板之外例2.已知R1R2R3qQ求①電荷及場(chǎng)強(qiáng)分布；球心的電勢(shì)②如用導(dǎo)線連接A、B，再作計(jì)算解:由高斯定理得電荷分布場(chǎng)強(qiáng)分布③外球接地，求兩球間的Δu④小球接地,求小球的電量q′。沿徑向由A指向B沿徑向指向外球心的電勢(shì)場(chǎng)強(qiáng)分布可認(rèn)為是若干個(gè)帶電球面電勢(shì)的疊加。球殼外表面帶電②用導(dǎo)線連接A、B，再作計(jì)算連接A、B，中和沿徑向指向外③外球接地，求兩球間的Δu外球接地其上電勢(shì)為0，得：④小球接地,求小球的電量q′小球接地其上電勢(shì)為0