大学物理教案(第五版)马文蔚06--1、静电场中的导体PPT资料.ppt
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证明:
设一导体处于静电平衡状态。
abdc二)静电平衡时导体上电荷的分布二)静电平衡时导体上电荷的分布1)实心导体)实心导体电荷只分布在导体表面。
电荷只分布在导体表面。
-+-+-S证明:
在导体内作一高斯面证明:
在导体内作一高斯面S=0S可以任意做高斯面,故内部无电荷可以任意做高斯面,故内部无电荷2)空腔导体)空腔导体A)腔内无带电体腔内无带电体特点:
特点:
11)空腔)空腔内表面内表面没有电荷,没有电荷,电荷只分布在电荷只分布在外表面外表面。
22)空腔内部也没有电场,)空腔内部也没有电场,为一等势空间。
为一等势空间。
+-+实验验证:
实验验证:
+B)腔内有带电体(设内部电荷为腔内有带电体(设内部电荷为q,空腔导体原来带电空腔导体原来带电Q)结论:
静电平衡时,导体内表结论:
静电平衡时,导体内表面带电面带电-q,外表面带电外表面带电q+Q。
作高斯面作高斯面SS+q+q+-由由电荷守恒电荷守恒可得外表面可得外表面导体导体+3)导体表面场强与该处电荷面密度成正比。
导体表面场强与该处电荷面密度成正比。
紧贴表面作一圆柱形高斯面。
带来一个现象带来一个现象-尖端放电尖端放电“电风电风”焊接:
焊接:
+一般情况下,一般情况下,导体表面曲率较大导体表面曲率较大的地方,的地方,电荷密度也较大。
电荷密度也较大。
+Q三)静电屏蔽三)静电屏蔽咯咯嚓嚓咯咯嚓嚓+Q+实验:
实验:
+解释:
解释:
+-+-+Q+实际中大量应用:
实际中大量应用:
1)测试用的屏蔽室)测试用的屏蔽室2)无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压)无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压带电作业中的均压服。
带电作业中的均压服。
3)变压器中的屏蔽层。
)变压器中的屏蔽层。
初级初级次级次级例例11)点电荷)点电荷qq离中性导体球球心的距离为离中性导体球球心的距离为rr球半径为球半径为RR,求球内求球内PP点点的的VV、EE和球感应电荷和球感应电荷qqq+rPR解:
解:
球心球心O处处q+22)在一接地导体球附近,点电荷)在一接地导体球附近,点电荷qq离球心的距离为离球心的距离为LL,球半径为球半径为RR,求导体球上的感应电荷的电量。
求导体球上的感应电荷的电量。
设导体上感应电荷为解:
设导体上感应电荷为qRoA-q+L例例33)无限大的导体平板)无限大的导体平板AA、BB,间距为间距为dd,板面为板面为SS。
带电带电QQAA、QQBB(忽略边缘)求电荷面密度及电场强度分布忽略边缘)求电荷面密度及电场强度分布。
设四个表面电荷面解:
设四个表面电荷面密度分别为:
密度分别为:
43、2、1、1234QBQA每一点的场强由四个面每一点的场强由四个面的场强叠加而成的场强叠加而成1234QBQAab解以上四式得解以上四式得电荷守恒电荷守恒XLMR若若QA=-QB0这时电场只集中在两板间。
这时电场只集中在两板间。
1234QBQAX32例例4、在带电量为、在带电量为、半径为、半径为R1的导体球壳外,同心放置的导体球壳外,同心放置一个内外半径为一个内外半径为R2、R3的金属球壳。
的金属球壳。
1、求外球壳上电荷及电势分布;
、求外球壳上电荷及电势分布;
2、把外球壳接地后再绝缘,求外球壳上的电荷分布、把外球壳接地后再绝缘,求外球壳上的电荷分布及电势分布;
及电势分布;
解解作高斯面可知:
作高斯面可知:
1、求电势分布:
、求电势分布:
(用叠加原理)(用叠加原理)2、外球接地后再绝缘:
、外球接地后再绝缘:
电势分布:
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- 大学物理 教案 第五 马文 06 静电场 中的 导体