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1、第9章 静电场中的导体1教学基本要求教学基本要求本章主要内容本章主要内容9.1 静电场中的导体 9.2 有导体存在时静电场的分析与计算掌握导体静电平衡的条件，能计算静电平衡时简单导体的电荷分布和场强、电势分布。29.1 静电场中的导体一、导体的静电平衡 二、静电平衡时导体上电荷的分布三、静电屏蔽3一、导体的静电平衡 1、静电感应：导体在外电场中，其上的电荷重新分布，局部呈带电状态的现象。+感应 电荷4导体的静电平衡条件2、静电平衡：导体内部和表面上任何一部分都没有 宏观电荷运动，此时导体处于静电平衡状态。1、导体内部的场强处处为零（内部 电子无运动）。2、导体表面附近紧贴导体外侧处的场强方向垂
2、直 表面（沿表面电子无运动）。5二、静电平衡时导体上电荷的分布+ + + + +1. 在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体 的表面，导体内部没有净电荷。结论：导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面。（1）带电的实心导体实验：一种极酷 的发型！6（2）有空腔导体空腔内无电荷电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？若内表面带电所以内表面不带电+-结论： 电荷分布在外表面上（内表面无电荷）+ +矛盾导体是等势体则正、负电荷应等值7空腔内有电荷电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？结论：当空腔内有电荷+q时,内表面因静电感应，出现等值异号的电荷-q ，外表面有感应电荷+q （电荷守恒）82. 处于静电
3、平衡的导体，其表面上各处的面电荷密度与当地表面附近的电场强度的大小成正比紧贴导体表面做一高斯面表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比。9孤立 导体+ +导体球 孤立带电在表面凸出的尖锐部分电荷面密度较大，在比较平坦部 分电荷面密度较小，在表面凹进部分电荷面密度最小。ABC3. 处于静电平衡的孤立导体，其表面各处的面电荷密度与各处表面的曲率有关，曲率越大的地方，面电荷 密度也越大。 u尖端放电 (尖端上电荷过多时)尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产生危害；然而尖端放电也有很广泛的应用。10雷击尖端111、屏蔽外电场空腔导体屏蔽外电场三、静电屏蔽 (腔内、腔外的电场互不影响)2、
4、屏蔽腔内电场接地空腔导体使外部空间 不受空腔内的电场影响。接地导体 电势为零腔内腔外内表面外表面导体应 用12u 课堂讨论13例9.1 点电荷+q处在导体球壳的中心，壳的内外半径 分别为R1和R2 ，求电场强度和电势的分布。解：球壳内表面感应-q ，外表面+q9.2 有导体存在时静电场的分析与计算14用电势叠加可以得到相同的结果。15例9.2 金属球A与金属球壳B同心放置求: (1) 电量分布已知：球A半径为 ，带电为金属壳B内外半径分别为带电为(2) 球A和壳B的电势16解：（1）等效：在真空中三个均匀带电的球面。由叠加原理，球A ：相当于一个带电量为均匀带电的球面球B：（2）17例9.3
5、在上题中，(1) 用导线把球和壳连接在一起后， 球和壳的电势分别是多少？(2)在上题中，如果外球壳接地，球和壳的电势分别是多少？ 若外球壳与地断开 后，再将 球接地，球和壳的电势又分别是多少？ 解：(1) 当球和壳接触后，球上的电荷全部移至外球壳，两者成为一等势 体。18(2) 若壳接地，则 ，但是壳上的电荷不等于零。由高斯定理可证：等效：在真空中两个均匀带电的球面。由叠加原理得:19设球上的电量为 根据孤立导体电荷守恒球接地后，由高斯定理可证：( 新教材P287, 例9.2 旧教材P100, 例4.2 )20例9.4 证明：两平行放置的无限大带电的平行平面金属 板A和B相向的两面上电荷面密度大小相等，符号相反，相背的两面上电荷面密度大小相等，符号相同。证明：qAqB21求：导体上感应电荷的电量。解:接地， 即由于导体是个等势体O点的电势为0，设：感应电量为Q，则例9.5 接地导体球附近有一点电荷，如图所示。221. 静电平衡的条件 2. 基本性质方程3. 电荷守恒定律4. 确定电荷分布，然后求解有导体存在时静电场的计算方法 23完成作业：2.2-1， 2.2-22.2-24，2.2-25谢 谢 大 家水 滴 石 穿！24
