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1、1. 空腔导体内外的静电场,9-2 空腔导体内外的静电场,(1)腔内无带电体,证：假设内表面一部分带正电，另一部分带等量的负电，则必有电场线从正电荷出发终止于负电荷。,与导体是等势体矛盾，原假设不成立。,导体内部及腔体的内表面处处无净电荷,这时的空腔导体等价于实心导体。,内表面处处无净电荷。,（2）腔内有带电体： 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定，腔外的导体和电场不影响腔内电场，腔内电场由腔内电荷决定。,腔内电荷的位置不影响导体外电场。,外表面接地，腔外电场消失。,空腔导体内外的静电场,2. 静电屏蔽,在静电平衡状态下，空腔导体外表面及
2、其外面的电荷不会影响空腔内部的电场分布；一个接地的空腔导体，空腔内的带电体在腔外产生的电场为零。这种使导体空腔内的电场不受外界影响或利用接地空腔导体将腔内、外带电体相互隔绝的现象，称为静电屏蔽。,静电屏蔽,利用空腔导体将腔内外的电场隔离，使之互不影响。,a. 腔内无带电体：,腔外电场不能穿入腔内，腔内电场恒为零。,b. 腔内有带电体：,导体接地，可屏蔽内电场。,q,静电屏蔽,例9-2 在内外半径分别为R1和R2的导体球壳内，有一个半径为r 的导体小球，小球与球壳同心，让小球与球壳分别带上电荷量q和Q。试求： （1）小球的电势Vr，球壳内、外表面的电势； （2）小球与球壳的电势差； （3）若球壳
3、接地，再求小球与球壳的电势差。,空腔导体内外的静电场,解：（1）由对称性可以肯定，小球表面上和球壳内外表面上的电荷分布是均匀的。小球上的电荷q将在球壳的内外表面上感应出-q和q的电荷，而Q只能分布在球壳的外表面上，故球壳外表面上的总电荷量为q+Q。考虑了感应电荷后，可视导体不存在。则小球和球壳内外表面的电势分别为,空腔导体内外的静电场,球壳内外表面的电势相等。,（3）若外球壳接地，则球壳外表面上的电荷消失。两球的电势分别为,（2）两球的电势差为,空腔导体内外的静电场,两球的电势差仍为,由结果可以看出，不管外球壳接地与否，两球的电势差恒保持不变。当q为正值时，小球的电势高于球壳；当q为负值时，小球的电势低于球壳 。如果两球用导线相连或小球与球壳相接触，电荷q总是全部迁移到球壳的外表面上。,空腔导体内外的静电场,
