一、静电感应现象下金属导体的三种情况1 实心导体:在静电平衡时,导体内部无净电荷,电荷只分布在导体表面2 有空腔但空腔不带电导体:静电平衡时, 空腔内无电荷时,电荷分布在外表面上(内表面无电荷)3 有空腔且空腔带电导体: 当空腔内有电荷时, 内表面因静电感应出现等值异号的电荷,外表面有感应电荷(电荷守恒)带电导体尖端附近电场最强二、导体表面电荷分布规律与场强大小1、处于静电平衡时,导体表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比,表述如下(σ 是电荷面密度):2、导体表面电荷与场强分布规律是:σ 增大,E增大;σ 减小, E减小
注意: 1 、这个电场强度 E指的是某一点的场强,但是是由整个导体产生的,而不是导体上某一小块的面积S 产生的 2、E表示的是导体表面附近的场强得到σ 反比于三、静电屏蔽①屏蔽导体外电场1)解释 :导体放入电场中,产生静电感应,感应电荷分布在导体表面,导体内和空腔中的E处处为 0,故可用空腔来屏蔽外电场,使腔内的物体不受外电场的影响
2)引申:空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响
这时, 整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等②屏蔽导体腔内电场球壳接地,球壳外表面不带电,球壳外层内表面带同号电荷,导体实心部分没有电场强度
③接地问题1、外球接地后的电势为0
原来分布在外球外表面的电荷由于接地而被中和,因此外表面无电荷分布, 外球内表面仍分布有 -QA, 所以外球带电量为 -QA
由于接地后已处于静电平衡状态,外球与接地线上都没有电荷作宏观的定向移动,因此剪断接地线重新将外球与地绝缘,不会影响外球的带电量-QA和电势 0
2、以第二小点的图为例,在外球带电 -QA并与地绝缘的情况下,把内球接地,则VA=0
同时内球的带电量变为 qA,因静电感应,外球的电荷-QA将重新分布,静电平衡时,外球内表面分布有-qA,外球外表面分布有-QA+q