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1、同学们好！,第2页 共26页,第十三章 物质中的电场与磁场,第3页 共26页,第一节 导体中的静电场,一、金属导体的静电平衡,第4页 共26页,静电平衡：,导体内部及表面均无电荷定向运动， 导体上电荷及空间电场分布达到稳定。,要计算静电平衡时的电场分布，首先要知道其电荷分布。,第5页 共26页,二、静电平衡时导体上的电荷分布,1. 导体内无净电荷( = 0)，电荷只分布于导体表面。,第6页 共26页,2) 空腔导体，腔内无电荷,则必存在 ，电力线由(+ ) (- ) ，导体内表面有电势差，与静电平衡条件 - 导体表面为等势面矛盾。 所以 ，净电荷只能分布于外表面。,电力线不能进入腔内 - 静电
2、屏蔽。,第7页 共26页,3)空腔导体，腔内有电荷q,空腔外表面电荷由电荷守恒决定。,空腔内表面电荷与腔内电荷等值异号。,第8页 共26页,空腔能屏蔽腔内电荷q 的电场吗？如何实现这种屏蔽？,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 (与q内有关,与q内分布无关。),(4) 腔内电荷q的位置移动对 分布 有无影响？,第9页 共26页,静电平衡时导体 =0,静电荷只能分布于表面。,2. 静电平衡时导体表面电荷面密度与表面紧邻处场强成正比。,第10页 共26页,思考：(1)设带电导体表面某点电荷密度为，外侧附近场强 ，现将另一带电体移近，该点场强是否变化？公
3、式 是否仍成立？,第11页 共26页,3. 孤立导体 与表面曲率有关。,三、有导体存在时的 分布,注意: 此结论只适用于孤立凸导体。,第12页 共26页,例1. P.91 例1,由电荷守恒定律和 静电平衡条件解得:,即：相背面 等大同号， 相对面 等大异号。,第13页 共26页,例2. 带电量q、半径R1 的导体球A外,有一内半径R2、外半径R3的同心导体球壳B,求:,(1) 外球壳的电荷分布及电势。 (2) 将B接地再重新绝缘，结果如何？ (3) 再将A球接地，B电荷分布及电势如何变化？,解:(1),第14页 共26页,(3) A球电荷入地,B球壳-q分布于外表面，对吗？,设A带电q则,由,
4、第15页 共26页,即 所带部分电荷入地。,第16页 共26页,第二节 电介质中的静电场,一、电介质(有极分子，无极分子)的极化及其描述,1.极化现象,第17页 共26页,第18页 共26页,2. 金属导体和电介质比较,第19页 共26页,3. 极化现象的描述,1) 从内部分子偶极矩角度,极化强度:单位体积内分子偶极矩矢量和,实验规律：,2) 从束缚电荷角度,极化面电荷密度等于极化强度的外法线分量,第20页 共26页,介质非均匀极化时，出现极化体电荷,极化强度通过某封闭曲面的通量等于曲面内极化电荷代数和的负值,第21页 共26页,二、电介质中的电场,2. 介质中的高斯定理,定义：电位移矢量,第22页 共26页,电介质中的高斯定理：,电位移矢量通过静电场中任意封闭曲面的通量等于曲面内自由电荷的代数和,第23页 共26页,3. 如何求解介质中电场？,(1) 各向同性电介质：,为常数,第24页 共26页,才能选取到恰当高斯面使 积分能求出,(2) 分别具有某些对称性,注意： 的对称性 球对称、轴对称、面对称,第25页 共26页,例3.已知自由电荷面密度为0的两无限大金属平行板电势差U0=300V。现在其间充一半r =5的电介质,求：,解:介质表面等势面，未破坏各部分的面对称性，选如图高斯面。,左边,第26页 共26页,同理：,电量不变,解得：,又：,
