电磁学(第三册)
第4章静电场中的导体
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目录
§ 导体的静电平衡条件
§ 有导体存在时静电场的分析与计算
§ 静电平衡的导体上的电荷分布
§ 静电屏蔽
*§ 静电场唯一性定理
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§ 导体的静电平衡条件
金属导体:存在大量可自由移动的自由电子,自由电子对电场变化响应很快(10-19s)。
在静电场力作用下,导体中自由电子在电场力的作用下作宏观定向运动,使电荷产生重新分布,从而改变原有电场分布的现象。
静电感应
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—称电场和导体之间达到静电平衡
导体内部和表面无自由电荷的定向移动
E0
静电平衡的形成:
+
+
+
+
+
E
E=0
方形导体静电平衡
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导体达到静电平衡
E
外
E
感
+
+
+
+
+
导体的静电平衡
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静电平衡条件:
E内=0
电场
电势
导体为一等势体
E表面表面
导体表面是一个等势面
Et
En
静电平衡:没有电荷的定向移动。
用反证法:
=0
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一、导体内部净电荷处处为零,电荷只能分布在表面上。
§ 静电平衡的导体上的电荷分布
实心导体,电荷只分布在表面上。
可任取,则
注意:表面上的电荷,可以是感应电荷,也可以是导体自身带的电荷,也可以兼而有之。
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
E
等势体
有空腔的导体
如果腔内无带电体,则电荷只分布在导体外表面上,内表面无电荷。
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+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
腔内有带电体
【思考】移动腔内带电体或改变腔内带电体电量,是否影响内、外表面电荷分布?
由导体内场强为零和高斯定理:内表面带与腔内带电体等量反号电荷。
+
+
+
+
9
二、静电平衡导体的表面电荷密度,与当地表面紧邻处的电场强度的大小成正比。
【思考】场强E只由电荷S 产生吗?
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