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1、一一. .导体静电平衡时电荷分布在表面导体静电平衡时电荷分布在表面静电平衡导体的内部处处不带电静电平衡导体的内部处处不带电证明：证明：在导体内任取体积元在导体内任取体积元1.实心导体实心导体 内内=0S S 是任意的是任意的则必有则必有 内内 = 0。dV由高斯定理由高斯定理令令S 0，1第12章 电容器和介电质2. 有空腔且空腔中无电荷有空腔且空腔中无电荷, 证明电荷只分布在外表面证明电荷只分布在外表面在导体中包围空腔选取高斯面在导体中包围空腔选取高斯面S ， 外外S内内S 内内= 0E内内= 0若若 内内 0，则，则 内内必有正负必有正负 E线从正电荷到负电荷线从正电荷到负电荷与导体静电平
2、衡矛盾与导体静电平衡矛盾只能只能 内内 =0=0，2第12章 电容器和介电质 外外q内表内表E 内内q 0 0 外外可不为可不为0 =-qS3.导体导体空腔且空腔中有电荷空腔且空腔中有电荷4. 在内外表面都有电荷分布，内表面电荷与在内外表面都有电荷分布，内表面电荷与 q 等等值异号。值异号。在导体中包围空腔选取高斯面在导体中包围空腔选取高斯面S ，在导体外包围空腔选取高斯面在导体外包围空腔选取高斯面S ，且导体不接地且导体不接地3第12章 电容器和介电质 P P 是导体外紧靠导体表面的一点是导体外紧靠导体表面的一点, ,二、静电平衡导体表面附近的电场强度二、静电平衡导体表面附近的电场强度 与导
3、体表面电荷的关系与导体表面电荷的关系根据高斯定理根据高斯定理: :设导体表面某处电荷面密度为设导体表面某处电荷面密度为该处的电场强度为该处的电场强度为导体导体导体表面导体表面侧面侧面外法线方向外法线方向 是小柱体内电荷的贡献还是小柱体内电荷的贡献还是导体表是导体表面全部电荷面全部电荷的贡献？的贡献？思考思考4第12章 电容器和介电质+孤立孤立导体导体导导体体球球孤孤立立带带电电四、四、 静电屏蔽静电屏蔽( (腔内、腔外的场互不影响腔内、腔外的场互不影响) )腔内腔内腔外腔外内表面内表面外表面外表面导体导体由实验可得以下定性的结论：由实验可得以下定性的结论： ABC三、处于静电平衡的孤立带电导体
4、电荷分布三、处于静电平衡的孤立带电导体电荷分布 在表面凸出的尖锐部分在表面凸出的尖锐部分(曲率是正值且较大曲率是正值且较大)电荷面电荷面密度较大；在比较平坦部分密度较大；在比较平坦部分(曲率较小曲率较小)电荷面密度电荷面密度较小；在表面凹进部分带电面密度最小较小；在表面凹进部分带电面密度最小5第12章 电容器和介电质尖端放电：尖端放电： 带电的尖端电场强，使附近的空气电离，产生放电。带电的尖端电场强，使附近的空气电离，产生放电。6第12章 电容器和介电质俘获闪电：俘获闪电：激光束引起空气电离，使闪电改道激光束引起空气电离，使闪电改道Z Z形通道形通道被迫冲被迫冲向云层向云层7第12章 电容器和介电质荧光质荧光质导电膜导电膜 + 高压高压场离子显微镜场离子显微镜金属尖端的强电场的应用一例金属尖端的强电场的应用一例接真空泵或接真空泵或充氦气设备充氦气设备金属金属尖端尖端接地接地原理：原理： 样品制成针尖形状，样品制成针尖形状， 针尖与荧光膜之间加高压，针尖与荧光膜之间加高压， 样品附近极强的电场使吸附样品附近极强的电场使吸附在表面的在表面的 原子电离，氦离子沿电力线原子电离，氦离子沿电力线运动，运动， 撞击荧光膜引起发光，撞击荧光膜引起发光， 从而获得样品表面的图像。从而获得样品表面的图像。8第12章 电容器和介电质
