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1、§4靜電場中的導體(金屬導體)將實物按電特性劃分：導體半導體絕緣體在均勻場放入一導體的情況:靜電感應表面出現(xiàn)感應電荷電荷積累到一定程度電荷不動達靜電平衡1.導體靜電平衡條件導體的靜電平衡狀態(tài)：—導體內(nèi)部和表面都沒有電荷作宏觀定向運動的狀態(tài)。1)導體靜電平衡條件：(1)導體內(nèi)部任何一點的場強等于0。(2)導體表面任何一點的場強都垂直表面。反證法：設導體內(nèi)部某點E?0，則該處有此力將驅(qū)動電子運動?導體未達靜電平衡。同理可證(2)2)推論(導體靜電平衡條件的另一種表述):(1)導體是等勢體。(2)導體表面是等勢面。2.導體上電荷分布**體內(nèi)無凈電荷(?=0)，電荷只分布在導體
2、表面上.p證明：圍任一點P作高斯面S,由高斯定理得：即：體內(nèi)無凈電荷！體內(nèi)無空腔1空腔導體,空腔內(nèi)無電荷時內(nèi)表面？外表面？若內(nèi)表面帶電,必等量異號與導體是等勢體矛盾!2AB即電荷全分布在導體外表面上!?若導體內(nèi)空腔有帶電體,電荷分布?結(jié)論:一般情況下,凈電荷分布在導體的外表面,若導體空腔內(nèi)有帶電體,內(nèi)外表面都有凈電荷在導體表面上任取面元?S,如圖作底面積為?S的高斯柱面,軸線垂直?S00即導體表面上任一點的場強E正比于該點的電荷面密度!該點處的電場E,是所有電荷產(chǎn)生的。3.導體表面附近的場強則有：注4.導體表面電荷分布規(guī)律一般導體電荷的分布與導體形狀有關附近其它帶電體有
3、關E??表面尖端處,E較大表面平坦處,E較小表面凹進處,E最弱++++++++++++++++++++當曲率很大的尖端E?很強避雷針除塵器……尖端放電注:具體證明和例子詳見附錄5.靜電屏蔽模型：**空腔內(nèi)有帶電體的導體殼設導體帶電荷Q，空腔內(nèi)有一帶電體+q，則導體殼內(nèi)表面所帶電荷為-q證明：在導體殼內(nèi)作一高斯面S由高斯定理：得證由電荷守恒：+qQS+q討論+qQ+qQ1)若將腔內(nèi)帶電體與導體殼連接，會出現(xiàn)什么情況？腔內(nèi)無電荷分布：E內(nèi)=0屏蔽外場2)若將導體殼接地，又會出現(xiàn)什么情況？屏蔽內(nèi)場導體殼外：E外=0例1一金屬平板,面積為S帶電Q,在其旁放置第二塊同面積的不帶電
4、金屬板.求(1)靜電平衡時,電荷分布及電場分布.(2)若第二塊板接地?忽略邊緣效應..P解：(1)設四個面上電荷面度為?1?2?3?4由電荷守恒律,有：由靜電平衡條件:如圖取高斯柱面，導體內(nèi)任意一點P,其電場E=0得：(2)第二塊板接地則與大地構(gòu)成一導體同理可得：聯(lián)立求解：.P若第二塊板原來帶有電荷Q’，現(xiàn)讓其接地，結(jié)果如何？例2半徑為R的金屬球與地相連接,在與球心相距d=2R處有一點電荷q(>0),問球上的感應電荷q'=?解：利用金屬球是等勢球體上處處電勢:球心處：Uo=0U=0課堂練習:有一外半徑R3,內(nèi)半徑R2的金屬球殼,在球殼中放一半徑R1的同心金屬球,若使球殼
5、帶電Q和球帶電q.問:兩球體上的電荷如何分布？球心電勢為多少？法一:由高斯定理,得法二:直接用大疊加法!球殼外表面帶電思考:1)用導線連接A,B再作計算連接A,B中和2)若不是連接,而是使外球接地3)若接地不是外殼球而是內(nèi)球內(nèi)球上所帶電量為零嗎?？導線證明:即用導線連接兩導體球則附錄:證明及相應的一些事例帶電導體尖端附近的電場特別大,可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導體產(chǎn)生放電現(xiàn)象．尖端放電現(xiàn)象<電風實驗>++++++++++靜電感應電暈放電可靠接地帶電云避雷針的工作原理++++－－－－－++－+
