静电场中的导体.ppt

静电场中的导体和电介质
一、静电感应静电平衡条件
金属导体有自由电子,作无规则的热运动。
导体中的自由电子在电场力的作用下作宏观定向运动,引起导体中电荷重新分布而呈现出带电的现象,叫作静电感应。
1、静电感应
1
+
+
+
+
+
+
+
+
A
B
+
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
_
+
+
+
+
A
B
导体的两个侧面出现了等量异号的电荷。在导体的内部建立一个附加电场。
导体内部的场强E 就是E‘和E0 的叠加。
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
-
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
开始, E’< E0 ,导体内部场强不为零,自由电子继续运动,E’增大。到E’= E0 即导体内部的场强为零,此时导体内没有电荷作定向运动,导体处于静电平衡状态。
2、静电平衡状态
2
用电场表示
导体内部任一点的电场强度为零;
导体表面处的电场强度,与导体的表面垂直。
3、静电平衡条件
3
E内= 0
E表
表面
用电势表示:
导体是个等势体;
导体表面是等势面。
对于导体内部的任何两点A和B
对于导体表面上的两点A和B
A
B
等势面
静电场中的导体
二、静电平衡时导体上电荷的分布
在静电平衡时,导体内部的电场强度为零,所以通过导体内部任一高斯面的电场强度通量必为零
结论:
在静电平衡时,导体所带的电荷只能分布在导体的表面上,导体内部没有净电荷。
1、实心导体
1
内=0
S

V
E=0
孤立导体处于静电平衡时,表面各处的面电荷密度与表面的曲率有关,曲率越大的地方,面电荷密度越大。
4、孤立导体
2
尖端放电:
带电体尖端附近的场强较大,大到一定的程度,可以使空气电离,产生尖端放电现象。
2、空腔导体
3
思考:腔內表面是否可带等量异号电荷?
答案:空腔內表面也处处没有电荷!
在2)的基础上导体外壳接地,外表
面无电荷.
+
+
-
-
?
_
_
_
_
_
_
导体
导体表面
导体表面之外邻近表面处的场强,与该处电荷面密度成正比,方向与导体表面垂直。
3、导体表面附近的电场
4
雷电