大学物理王洪涛ch74.ppt

------++++++++++++++++++++++++++++++------------------导体的电结构:导体:导电性能很好的材料电介质(绝缘体):导电性能很差的材料半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料(1)有大量作无规则热运动的自由移动的电子。(2)正离子以一定方式有规则排列成晶格点阵。(3)导体不带电或未受外电场作用时,宏观上正负电荷均匀分布,导体的任何部分均呈电中性。(4)没有电荷的定向运动,只有电子的无规则热运动。§7-6静电场中的导体-F-+E=0------++++++静电感应:在外电场影响下,导体表面不同部分出现正负电荷的现象。一、导体的静电平衡静电平衡:导体内部和表面没有电荷的宏观定向运动。E静电平衡时导体中的电场特性1、导体内部的场强处处为零。导体表面的场强垂直于导体的表面。2、导体内部和导体表面处处电势相等,整个导体是个等势体。E=0E-FE=0二、导体上的电荷分布1、在静电平衡下,导体所带的电荷只能分布在导体的表面,导体内部没有净电荷。(1)实心导体在静电平衡时的电荷分布导体内部没有净电荷,电荷只能分布在导体表面。结论:b、腔内有带电体:腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号,腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。未引入q时+++++放入q后++++++++++q++(2)空心导体在静电平衡时的电荷分布a、腔内无带电体: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。2、处于静电平衡的导体,其表面上各点的电荷密度与表面邻近处场强的大小成正比。dSE证明:由高斯定理:3、静电平衡下的孤立导体,其表面处面电荷密度与该表面曲率有关,曲率(1/R)越大的地方电荷密度也越大,曲率越小的地方电荷密度也小。++++++++++++++++++++++++++++++RRRRR例1、两个半径分别为R和r的球形导体(R>r),用一根很长的细导线连接起来(如图),使这个导体组带电,电势为V,求两球表面电荷面密度与曲率的关系。Q解: 两个导体所组成的整体可看成是一个孤立导体系,在静电平衡时有一定的电势值。设这两个球相距很远,使每个球面上的电荷分布在另一球所激发的电场可忽略不计。细线的作用是使两球保持等电势。因此,每个球又可近似的看作为孤立导体,在两球表面上的电荷分布各自都是均匀的。设大球所带电荷量为Q,小球所带电荷量为q,则两球的电势为Q可见大球所带电量Q比小球所带电量q多。两球的电荷密度分别为可见电荷面密度和曲率半径成反比,即曲率半径愈小(或曲率愈大),电荷面密度愈大。