大学物理第九章(静电场中的导体电解质)课件.ppt

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导体: 存在大量的可自由移动的电荷
绝缘体: 没有自由移动的电荷，也称电介质
半导体 :介于上述两者之间
01
9-1 静 电 场 中 的 导体
02
第九章 静 电 场 中 的 导 体 和 电 介 质
一、导体达到静电平衡的条件和性质
静电感应——在静电场力作用下，导体中电荷重新分布
的现象。

静电平衡——导体中电荷的宏观定向运动终止，电荷
分布不随时间改变。
外电场
导体内自由电子定向运动
推动
导体的电荷分布
改变
最后达到静电平衡
影响
：
用场强来描写：
1）导体内部场强处处为零；
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
E
E//
E
2）表面场强垂直于导体表面。
用电势来描写：
导体为一等势体；导体表面是一个等势面。
∥
证明:
·
·
·
a
d
·
c
b
二、静电平衡时带电导体上的电荷分布
电荷分布在导体表面，导体内部处处无净电荷。
(1) 实心导体:
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
证明：假设导体内部某区域内有净电荷，
+
+
+
这说明高斯面上至少有一区域E不为0，导体还未达到静电平衡，和静电平衡的前提相矛盾。
E
.
d
S
=
Σ
i
s
ò
ò
ε
0
q
¹
0
根据高斯定理有：
作一个包围该电荷的高斯面S 。
S

(2) 空腔导体:
这说明导体不是等势体，和静电平衡
的前提相矛盾。所以这种电荷分布是不
可能出现的。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
则：必有如图的电场线
证明：
+
+
－
－
电荷分布在导体外表面，导体内部及腔体的内表面处处无净电荷。
若腔内有电荷q，则内表面上电量为-q，外表面上电量为Q+q，Q为导体空腔原有电量。
q
-q
Q+q
S
2. 孤立导体处于静电平衡时，各处的面电荷密度与各处表面的曲率半径成反比.
证明：设相距很远的导体球，用导线联接
Q,R
q,r
3. 导体表面邻近处的场强与该处电荷面密度成正比。
高斯面
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
+
+
电风
尖端附近的场强特别强,
当场强达到一定程度后,
空气会被击穿,产生尖
端放电现象
雷击与避雷
＋
＋
＋
＋
01
＋
02
＋
03
＋
04
＋
05
＋
06
＋
07
＋
－
－
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－
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－
－
－
－
－
－
－
－
－
﹡电偶极子:
·
·
电矩:
均匀电场中：
方向：右手螺旋
电势能：