静电场中的导体 (3).ppt

关于静电场中的导体 (3)
第一张，共八十九张，创建于2022年，星期一
静电场中的导体
电容和电容器
电介质中的电场、电位移矢量、高斯定理
电场的能量
基本内容
第十三章 静电场中的导体和电介质
第二张，共八十九张，创静电平衡时，电荷在导体表面的分布是否与导体形状有关？
特例：用导线连接的不同半径的导体球
Q
R
q
r
结论五 静电平衡导体，曲率半径R越小的地方，电荷面密度越大，场强越大.
第十三张，共八十九张，创建于2022年，星期一
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注意 导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.
三 导体静电平衡特性的应用
1、尖端放电
第十四张，共八十九张，创建于2022年，星期一
带电导体尖端附近电场最强
带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电 .
尖端放电现象
第十五张，共八十九张，创建于2022年，星期一
在电场不很强的情况下，:阴雨潮湿天气在高压输电线表面附近看到的淡蓝色辉光的电晕，就是一种平稳的尖端放电现象。
但在电场很强的情况下，放电就会以暴烈的火花放电的形式出现。而且在短暂的时间内会释放出大量的能量。
尖端放电会使电能白白损耗, 还会干扰精密测量和对通讯产生危害 .
尖端放电现象的利与弊
因此在许多高压设备中，所有金属元件都要避免带有尖棱，最好做成球形，并尽量让导体表面光滑且平坦。这都是为了避免尖端放电。
第十六张，共八十九张，创建于2022年，星期一
< 电风实验 >
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< 避雷针 >
尖端放电现象的利用
尖端放电也有很广泛的应用 ：
第十七张，共八十九张，创建于2022年，星期一
2、 静电屏蔽
（1）屏蔽外电场
外电场
结论:空腔导体可以屏蔽外电场,,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.
空腔导体屏蔽外电场
第十八张，共八十九张，创建于2022年，星期一
结论： 接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场影响.
接地导体电势为零
（2）屏蔽腔内电场
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第十九张，共八十九张，创建于2022年，星期一
结论：不论接地与否，空腔导体将使腔内空间不受外电场的影响。而接地空腔导体将使外部空间不受空腔内的电场的影响。这就是空腔导体的静电屏蔽作用。
空腔导体屏蔽外电场
应用：高压设备周围的金属栅网，校测电子仪器的
金属网屏蔽室。
第二十张，共八十九张，创建于2022年，星期一
四 导体存在时的静电场的场强和电势分析方法
1、导体放入静电场中
导体的电荷重新分布
2、解题依据
（1）静电场中金属导体内部场强为0
（2）电荷守恒定律
（3）静电平衡导体是等势体
导体上的电荷分布影响原静电场的带电体分布
导体达到静电平衡状态
分析新的电荷分布规律
利用场强和电势的计算方法计算
推出空间电荷分布规律
第二十一张，共八十九张，创建于2022年，星期一
例1如图所示,导体球附近有一点电荷q 。求接地后导体上感应电荷的电量。
解
接地 即
由导体是个等势体
O点的电势为0 则
设感应电量为Q
0
？
注意：接地后电势为0，但并不是所有的电荷都泄漏。
第二十二张，共八十九张，创建于2022年，星期一
例2 有一外半径 和内半径 的导体球壳，在球壳内放一半径 的同心导体球，若使球壳和导体球均带有 的正电荷，问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？
解 根据静电平衡的条件求电荷分布
作球形高斯面
作球形高斯面
第二十三张，共八十九张，创建于2022年，星期一
根据静电平衡条件
第二十四张，共八十九张，创建于2022年，星期一
第二十五张，共八十九张，创建于2022年，星期一

静电感应：
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，