chapter10物质存在时的静电场1(导体).ppt

由高斯定理得高斯面内电量代数和为零 即 由于空腔内无带电体 所以 因为导体体内场强处处为零 所以 1）处处不带电 即处处无净电荷 2）一部分带正电荷 一部分带等 量负电荷 还需排除第2种情况 用反证法证明 一.腔内无带电体时场的特征 则与导体是等势体矛盾 故说明 假设不成立 ? 假设：内表面有一部分带正电荷一部分带等量的负电荷 则会从正电荷向负电荷发电力线 证明了：腔内无带电体时 内表面处处没有电荷 腔内无电场 一.腔内无带电体时场的特征 一般情况下电量可能分布在： 1)导体壳是否带电? 2)腔外是否有带电体? 未提及的问题 说明：腔内的场与腔外(包括壳的外表面)的电量及分布无关 腔内表面 腔外表面 空腔内部与壳绝缘的带电体 壳外空间与壳绝缘的带电体 空腔外表面 壳外带电体 腔内的场与腔外(包括壳的外表面)的电量及分布无关 按场的叠加原理可得如下结论： 在腔内 空腔外表面 壳外带电体 导体壳与静电屏蔽 二.腔内有带电体时场的特征 电量分布 腔内的电场 腔内的场只与腔内带电体及腔内的几何因素、介质有关 用高斯定理可证 结论 或说 在腔内 1)与电量q 有关 2)与几何因素(腔内带电体、腔内表面形状）介质有关 腔内部的电场： 只与腔内带电体及腔内的几何因素 介质有关 或说： 在腔内任一点 小结 腔外部的电场： 只与腔外带电体及腔外的几何因素 介质有关 或说： 在腔外任一点 三.静电屏蔽的装置---接地导体壳 静电屏蔽： 腔内、腔外的场互不影响 腔内场 只与内部带电量及内部几何条件 及介质有关 腔外场 只由外部带电量和外部几何条件 及介质决定 思考：不接地行吗？ 静电屏蔽 接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。 封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响； + + + + 静电屏蔽在实际中的应用： 1）测试用的屏蔽室 2）无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压 带电作业中的均压服。 3）变压器中的屏蔽层。 初级 次级 一.孤立导体的电容 电容只与几何因素和介质有关，固有的容电本领 孤立导体的电势 法拉 F SI 定义 §4 电容器及电容(导体的应用之二) 电容——使导体升高单位电势所需的电量。 例 求真空中孤立导体球的电容(如图) 设球带电为Q 解： 导体球电势 导体球电容 介质 几何 欲得到1F 的电容 孤立导体球的半径？ 由孤立导体球电容公式知 实在难啊！ * §1 导体的静电平衡 §2 有导体存在时静电场场量的计算 §3 导体壳与静电屏蔽 §4 电容器及电容 第10章 静电场中的导体 本部分研究的问题 仍然是静电场 所以场量仍是 基本性质方程仍是 思路：物质的电性质 对电场的影响 解出场量 1.导体 存在大量的可自由移动的电荷 conductor 2.绝缘体 理论上认为无自由移动的电荷 也称 电介质 dielectric 3.半导体 介于上述两者之间 semiconductor 本章讨论金属导体和电介质对场的影响 二. 导体 绝缘体 一、导体的静电平衡性质 无外电场时 第十章 静电场中的导体和电介质 10-1 静电场中的导体 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + + 导体的静电感应过程 加上外电场后 E 0 + + + + + + + + 导体的静电感应过程 + 加上外电场后 E 0 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 导体达到静电平衡 E 0 感应电荷 感应电荷 金属球放入前电场为一均匀场 §1 导体的静电平衡 金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场 + + + + + + + §1 导体的静电平衡 一.导体的静电平衡条件 1.静电平衡 导体内部和表面无自由电荷的定向移动 说导体处于静电平衡状态 2.导体静电平衡的条件 e e － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ §1 导体的静电平衡 3.导体的电势 证：在导体上任取两点 和 注意：导体等势是导体体内电场强度处处为零和表面场垂直表面的必然结果 所以导体等势是静电平衡条件的另一种表述 导体静电平衡时 导体各点电势相等 即导体是等势体 表面是等势面 二.导体上电荷的分布 由导体的静电平衡条件和静电场的基本性质