第十章 导体和电介质-2 [兼容模式].pdfVIP

第十章第十章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质 导体内有大量自由电子导体内有大量自由电子，，自由电子在电场力作用下自由电子在电场力作用下 运动使电荷重新分布，称为导体的静电感应。 电介质（绝缘体）内几乎没有自由电荷，但在外电 场作用下会产生极化电荷 （束缚电荷 ），称为电介 质的极化。 感应电荷和极化电荷产生的电场称为感应电荷和极化电荷产生的电场称为附加电场附加电场。。当当 电场中引入导体或电介质后，空间的电场分布发生 变化变化：：    E E E 0   E 0 : 外电场外电场 （（原来的电场原来的电场 ）；）； E : 附加电场附加电场。。 主要内容主要内容：： ((1)) 导体的静电平衡条件； ((2)) 电介质的极化、有电介质时的高斯定理； ((3)) 电容和电容器电容和电容器；； ((4)) 电场的能量电场的能量。。 返回 §§1010-11 静电场中的导体静电场中的导体 1 、导体的静电平衡条件： 导体不带电或不受外 电场作用时，因电子 的无规则热运动，导 体内任一体积内无净 电荷— 电中性。 (a) 在外电场E 作用下，电子逆电场方向运动； 0 (b) 导体表面出现感应电荷，导体内产生附加电场E ； ((c)) 外电场与附加场等值而反向时外电场与附加场等值而反向时，，电荷运动停止电荷运动停止，， 导体处于静电平衡状态。 导体内： E = E −E = 0 0 导体的静电平衡导体的静电平衡 导体的导体的静电平衡条件静电平衡条件：： (a) 导体内电场强度处处为零； (b) 导体是个等势体，导体表面为等势面； (c) 导体表面场强处处与导体表面正交。 2 、导体上电荷的分布： QQ (1) 实心导体： S 导体内任取高斯面导体内任取高斯面。。   EE 00 ，， qq 00  内内 ((2)) 空腔导体空腔导体 （（腔内无电荷腔内无电荷 ）：）： 导体内任取高斯面，则： q 0  内 Q SS 内表面上也不可能有等量异号 电荷，否则： b   ?? E dl 0 a 与导体是等势体的结论不符。 (3)(3) 空腔导体空腔导体 （（腔内有电荷腔内有电荷 ）：）： Q+q S