广东工业大学：《大学物理》课程教学课件（讲稿）第五篇 电磁学 第12章 静电场中的导体电介质（静电场中的导体）

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素BuangdongUniversity ofTechnology第五篇电磁学第12章静电场中的导体电介质

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 第五篇 电磁学 第12章 静电场中的导体 电介质

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素euanadongUniversityofTechnology电介质(1)导体主要内容：静电场中的导体

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 导体 电介质(1) 静电场中的导体 主要内容：

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素suangdongUniversityofTechnologyS 12. 1静电场中的导体(A Conductor in the Static Field)导体静电平衡的条件静电感应在外电场的作用下，导体表面出现感应电荷的现象。E-01E静电平衡1+导体内部和表面都没有电荷作宏观定向运动的状态

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 §12.1 静电场中的导体 （A Conductor in the Static Field ) 1. 导体静电平衡的条件 Eo  F - E  - + E=0 - - - - - - + + + + + + 静电感应 在外电场的作用下，导 体表面出现感应电荷的现象。 静电平衡 导体内部和表面都没有电 荷作宏观定向运动的状态

广李工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素suanadongUniversityofTechnolog导体静电平衡的条件1）导体内部的场强处处为零；导体表面附近的场强处处与表面垂直。（电场特征）(2）导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个等势体，导体的表面是个等势面。（电势特征）ELE=0

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 E 导体静电平衡的条件 (1) 导体内部的场强处处为零；导体表面附近的场强处 处与表面垂直。(电场特征) (2) 导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个 等势体, 导体的表面是个等势面。(电势特征) - F E= 0 E

广李工業业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素uanadongUniversity ofTechnology2. 静电平衡时导体上电荷的分布(1)）导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面。证明：在导体内作高斯面SE=0fE.dS=-qiS60E=0 : Zq,=0高斯面内处处无电荷，净电荷分布在导体的外表面上

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 E= 0 2. 静电平衡时导体上电荷的分布 （1）导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体 的外表面。 S + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 证明: 在导体内作高斯面S + i S E  S =  q  0 1 d    = 0   = 0 i E q   高斯面内处处无电荷，净电荷分布在导体的外表面上

广李工業业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素suanadongUniversityofTechnolog(2）导体表面邻近处场强的大小与该处导体表面电荷面密度成正比。证明：紧贴导体表面作底面积为△S的圆柱形高斯面如图fE.dS=-qiC导体·OASE:AS=CE丙=0E=9福En=表8%6

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 (2) 导体表面邻近处场强的大小与该处导体表面电荷 面密度成正比。 E S = S  0 1  0  E = E n   0   表 = 证明： 紧贴导体表面作底面 积为 的圆柱形高 斯面如图 S E内 = 0  导体 + + + + + + + + + + + + E   s i S E  S =  q  0 1 d   

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素uanadongUniversityofTechnology静电平衡时，孤立导体表面某处的电荷面密度(3)、青a与该处表面曲率有关，曲率越大（曲率半径越小）的地方电荷面密度越大。R+RR-XR

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 (3)、静电平衡时，孤立导体表面某处的电荷面密度  与该处表面曲率有关，曲率越大（曲率半径越小） 的地方电荷面密度越大。 + + + + ++ +++ + + + + + + + + + + + + + + + + + R R R R

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素GuanadongUniversity ofTechnology尖端放电蜡烛

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 尖端放电 - + + + + + + + +++ - + + 蜡烛

广李工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素uanadongUniversityofTechnolog空腔导体和静电屏蔽3.(1)空腔内无电荷的情况内表面没有净电荷，净电荷只分布在导体外表面。电场线在外表面处中断：导体及空腔内无电场线。外面带电体对空腔内无影响B静电屏蔽

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 3. 空腔导体和静电屏蔽 （1）空腔内无电荷的情况 内表面没有净电荷，净 电荷只分布在导体外表面。 电场线在外表面处中断， 导体及空腔内无电场线。 − + + + + + + + − − − − − − B A + + + + + + + + + + 外面带电体对空腔内无影响 静电屏蔽

广东工业大学第12章电场中的导体电介质大学物理A教素uanadongUniversityofTechnology(2)空腔内有电荷g的情况空腔内、外表面会感应出等量的异号电荷。可由高斯定理证明。设内表面感应电荷为qfi E·dS =0=-(q+q)60q'=-q即：内表面所带电荷为一9，由电荷守恒，空腔外表面所带电荷为+q。起始于 +q的电场线在内表面处中断，然后再由空腔外表面发出直至无限远，导体内无电场线，在内、外表面处场强不连续

第12章 电场中的导体 电介质 大学物理A教案 （2）空腔内有电荷 q 的情况 0 1 d 0 ( ) s E S q q   = = +   即：内表面所带电荷为 – q，由电 荷守恒，空腔外表面所带电荷为 +q。 起始于 +q 的电场线在内表面处中断，然后再由空腔外表 面发出直至无限远，导体内无电场线，在内、外表面处场强不 连续。 + q + q - q 空腔内、外表面会感应出 等量的异号电荷。 可由高斯定理证明。设内表面感 应电荷为 q   q  = −q