資源描述：
《靜電場中的導體、電容、能量》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第十章靜電場中的導體一、金屬導電模型導體conductor導體中存在大量的可自由移動的電荷絕緣體dielectric也稱電介質(zhì)理論上認為電介質(zhì)中一個自由移動的電荷也沒有半導體semiconductor帶電性質(zhì)介于上述兩者之間本節(jié)只涉及金屬導體對場的影響10.1靜電場中的導體當導體處于外電場E0中時，電子受力后作定向運動，引起導體中電荷的重新分布。結(jié)果在導體一側(cè)因電子的堆積而出現(xiàn)負電荷，在另一側(cè)因相對缺少負電荷而出現(xiàn)正電荷。這就是靜電感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)的電荷叫感生電荷。當導體不帶電，又沒有外電場時，導體中的正負電荷等量均勻分布，宏觀上呈電中性。二、靜電感應(yīng)無外電場時不帶
2、電導體中電子無規(guī)則運動、呈均勻分布導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外E外+導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外+++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外+++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外+++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外+++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外+++++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外++++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后E外++++++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后+E外+++++++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后+E外+++++++++導體的靜電感應(yīng)過程加上外電場后++
3、++++++++導體達到靜平衡E外E感感應(yīng)電荷感應(yīng)電荷這樣的過程可以一直進行下去，直到感生電荷產(chǎn)生的電場E′與外電場E0在導體內(nèi)部完全相互抵消，使導體內(nèi)部合電場E為零，電子不再發(fā)生宏觀定向運動，我們就說導體達到了靜電平衡。三、導體的靜電平衡靜電平衡(electrostaticequilibrium)導體內(nèi)部和表面無自由電荷的定向移動我們就說導體處于靜電平衡狀態(tài)靜電平衡條件場強描述：電勢描述：等勢體等勢面金屬球放入前電場為一均勻場金屬球放入后電場線發(fā)生彎曲電場為一非均勻場導體表面附近的場強方向處處與表面垂直+++++++等勢體等勢面導體內(nèi)導體表面證明：四、導體上電荷
4、的分布1.實心導體導體上的電荷分布決定于靜電平衡條件和靜電場的基本性質(zhì)。怎樣討論這類問題呢？這類問題屬于電場與電荷分布的關(guān)系，那么當然應(yīng)用相應(yīng)的定理—高斯定理。設(shè)導體達到靜電平衡在導體內(nèi)任取一高斯面由靜電平衡得++++++++++++++++導體內(nèi)沒有凈電荷，未被抵消的凈電荷只能分布在導體表面上。由高斯面的任意性，只要在導體內(nèi)部，上述結(jié)果都滿足。結(jié)論：++++++++++++++++2.空腔導體<Ⅰ>若已知導體帶電Q，那么空腔導體的內(nèi)表面上是否有電荷分布呢？分析：高斯面一直緊縮到空腔表面，這結(jié)論都成立。所以電荷只能分布在外表面。導體內(nèi)部所以能否出現(xiàn)內(nèi)表面電荷代數(shù)和
5、為零的情況呢？這同樣滿足高斯定理！NO！如果這樣，就會有電場線從面上正電荷發(fā)出，伸向同一面上的負電荷！這意味著導體表面電勢不等！討論++++++++++++++++2.空腔導體<Ⅱ>若已知導體帶電Q，腔內(nèi)有電荷q，那么電荷又如何分布呢？高斯面一直緊縮到空腔表面這結(jié)論都成立空腔表面有-q分布按靜電感應(yīng)，外表面分布電荷為Q+q腔體內(nèi)表面所帶的電量和腔內(nèi)電荷電量等量異號，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定。導體內(nèi)部五、導體表面電荷分布與場強1.分布與幾何形狀的關(guān)系導體表面上的電荷分布情況，不僅與導體表面形狀有關(guān)，還和它周圍存在的其他帶電體有關(guān)。靜電場中的孤立帶電體：
6、導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，表面凹進去的部分，電荷面密度最小導線即用導線連接兩導體球則討論在表面附近作柱形高斯面導體外部近表面處場強大小與該處導體表面電荷面密度?成正比2.分布與場強的關(guān)系尖端電荷密度大，因而場強特別強，足以使周圍空氣分子電離而使空氣被擊穿，導致“尖端放電”。——形成“電風”尖端放電(pointdischarge)孤立帶電導體球孤立導體尖端效應(yīng)六、靜電屏蔽（electrostaticshielding）接地封閉導體殼（或金屬絲網(wǎng)）外部的場不
7、受殼內(nèi)電荷的影響。封閉導體殼（不論接地與否）內(nèi)部的電場不受外電場的影響；靜電屏蔽裝置—接地導體殼靜電屏蔽：腔內(nèi)、腔外的場互不影響腔內(nèi)場只與內(nèi)部帶電量、內(nèi)部幾何條件及介質(zhì)有關(guān)腔外場只由外部帶電量和外部幾何條件及介質(zhì)決定電荷守恒定律靜電平衡條件電荷分布七、有導體存在時場強和電勢的計算導體板A，面積為S、帶電量Q，在其旁邊放入導體板B。忽略邊緣效應(yīng)，求A、B上的電荷分布。解：例題1：a點A板上任意a點場強為零，這是空間所有分布電荷電場在此點疊加的結(jié)果。b點B板上任意b點同理A板B板再由電荷守恒定律前例中，若將B板接地，再求電荷及場強分布解：例題2：接地時a點b點板場強分
8、布電荷分布
