第二章静电场中的导体.pptVIP

第29页，共69页，星期日，2025年，2月5日[例一]相距很近的平行导体板，分别带电求电荷分布.解：设平板面积为S由电荷守恒：（1）（2）由静电平衡条件：（3）（4）由（1）、（2）、（3）、（4）解得：即：相背面等大同号，相对面等大异号.讨论：①、由高斯定理可得②、若第30页，共69页，星期日，2025年，2月5日§2.2封闭导体壳内外的静电场第31页，共69页，星期日，2025年，2月5日第32页，共69页，星期日，2025年，2月5日第33页，共69页，星期日，2025年，2月5日第34页，共69页，星期日，2025年，2月5日第35页，共69页，星期日，2025年，2月5日第36页，共69页，星期日，2025年，2月5日第37页，共69页，星期日，2025年，2月5日第38页，共69页，星期日，2025年，2月5日(1)空腔原不带电，腔内电荷q，腔内、外表面电量？-----(2)空腔原带电Q,腔内电荷q，腔内、外表面电量？------腔接地：假设不为零，腔外表面将有电场线发出或终止。这与无穷远等势相矛盾。思考与讨论：第39页，共69页，星期日，2025年，2月5日(3）空腔能屏蔽腔内电荷q的电场吗？有什么办法能实现这种屏蔽？腔接地：内外电场互不影响.腔不接地：腔内不受腔外电荷影响腔外要受腔内电荷影响-----第40页，共69页，星期日，2025年，2月5日(4)腔内电荷q的位置移动对分布有无影响？腔内电荷q的位置移动对分布有影响；对分布无影响。内表面以外的空间场强为零，且与内表面及腔内电荷分布无关。外部电场与实心导体相同第41页，共69页，星期日，2025年，2月5日第42页，共69页，星期日，2025年，2月5日第43页，共69页，星期日，2025年，2月5日第44页，共69页，星期日，2025年，2月5日第45页，共69页，星期日，2025年，2月5日〈1〉外球壳的电荷分布及电势[例二]带电量q，半径的导体球A外有一内半径，外半径的同心导体球壳B,求:解：〈2〉将B接地再重新绝缘，结果如何？外球壳接地：假设不为零，外球壳外表面将有电场线发出或终止。这与无穷远等势相矛盾。第46页，共69页，星期日，2025年，2月5日〈3〉然后将A接地，A、B电荷分布及B电势如何变化？A球电荷入地，B球壳－q分布于表面，对吗？与接地条件矛盾，不对！设A带电则则由：即A所带部分电荷入地.第47页，共69页，星期日，2025年，2月5日[例三]内半径为R的导体球壳原来不带电，在腔内离球心距离为处，固定一电量q的点电荷，用导线将球壳接地后再撤去地线，求球心处电势.解：〈1〉画出接地前的电荷分布图.由静电平衡条件，腔内壁非均匀分布的负电荷对外效应等效于：在与同位置处置。〈2〉外壳接地后电荷分布如何变化？内壁电荷分布不变〈3〉由叠加法求球心处电势.第48页，共69页，星期日，2025年，2月5日QV↑E↑第49页，共69页，星期日，2025年，2月5日第1页，共69页，星期日，2025年，2月5日一、静电感应静电场与导体的相互作用§2.1静电场中的导体①、物质的电结构单个原子的电结构内层电子价电子原子内部壳层的电子受外层电子的屏蔽一般都填满了每一个壳层在原子中结合得比较紧填充在最外层的电子与核的结合较弱，容易摆脱原子核的束缚——称为价电子——自由电子第2页，共69页，星期日，2025年，2月5日②、导体、绝缘体和半导体③、静电感应现象虽然所有固体都包含大量电子，但导电性能差异很大导体中存在着大量的自由电子。导体中电子数密度很大，约为1022个/cm3绝缘体：基本上没有参与导电的自由电子半导体中自由电子数密度较小，约为1012～1019个/cm3第3页，共69页，星期日，2025年，2月5日物质中的电荷在电场的作用下重新分布场分布互相影响场分布、互相制约达到某种新的平衡静电感应现象是场与物质的相互作用问题力学：只涉及物质的机械性质，对其本身研究甚少。电磁学：较多地讨论场，而对物质本身的电磁性质也涉及得很少。物质与场是物质存在的两种形式第4页，共69页，星期日，2025年