第十二章-静电场中的导体和介质(白底)VIP免费

电子教案静电场中的导体和电介质声音本章教学要求：了解导体的静电平衡条件。了解介质的极化现象及其微观解释。了解各向同性介质中D和E之间的关系和区别。了解介质中的高斯定理,了解电容,了解电能密度的概念。本章重点：导体的静电平衡条件,导体表面附近的场强，各向同性介质中D和E之间的关系和区别。本章难点：介质的极化，介质中D和E之间的关系推导。返回目录下一页上一页第十二章静电场中的导体和电介质返回总目录第十二章静电场中的导体和电介质导体中的自由电荷在外场的作用下可自由运动.附加的场原场平衡后的场EEE0当把导体放入外场中，导体中的电荷要重新分布，从而产生一个附加的场强，空间任意一点的场强是原有外场与附加场强之和。0EE等势面电场线图静电场中的导体a.把一个不带电的导体放在均匀的外电场中。b.静电感应：导体的两端带上正、负电荷。静电平衡：导体内部的总的场强为零c.静电平衡后，空间的场强与电势分布0Ea0EEb0EEc0E静电平衡状态：导体上的电荷和整个空间的电场都达到稳定的分布。静电平衡条件：0内E（2）导体是一个等势体。0baabldEU每一静电平衡状态下的导体，其内部的场强均为零，尽管各自都具有不同的电势，当它们彼此接触时，又会导致新的电荷分布与新的静电平衡状态，从而具有相同的电势。的方向即为法线表面表面nE,Ó¦ÓóÌÐò（1）导体内部场强处处为零。0内ES图a导体内无净电荷体的表面上，且导体上的电荷总是保持不变。在处于静电平衡的导体内，任取高斯面，如图a，因故，处于静电平衡的导体内部无净电荷（即电荷的体密度为零)。电荷只能分布在导0内E(导体中场强为零，净电荷密度为零，导体为等势体。）思考:空腔內表面是否可带等量异号电荷?答案:空腔內表面也处处没有电荷!纵剖面1）空腔内表面没有净电荷，电荷Q只分布在外部表面。2）空腔内部场强E=0，为一等势体。++++++++++++2导体空腔A）腔内无带电体QQ+-Ó¦ÓóÌÐò++++++++++010iqQ纵剖面B）腔内有带电体（设内部电荷为q，空腔导体原来带电Q）结论：静电平衡时，导体内表面带电-q，外球带电q+Q。证明：作高斯面SS0'qq0iqqq'qQ+q+q++++++++++eSEdS内'q--------外QqQ''qQQ外qQB）腔内有带电体（设内部电荷为q，空腔导体原来带电Q）结论：静电平衡时，导体腔内表面带电-q，导体腔外表面带电q+Q。证明：qq'++++++++++Q纵剖面S+q+q++++++++++外Q内'q--------在此基础上导体外壳接地,外表面无电荷.bac图12-4导体表面电荷密度与表面曲率半径有关对于孤立的带电体，导体表面的电荷分布规律为：尖锐处,曲率大处（曲率半径小）面电荷密度大平缓处,曲率小处（曲率半径大）面电荷密度小r1:一般规律上底SdESdES侧面下底SdESdESSEEdS上底导体是一个等势体，导体面是一个等势面。导体表面附近的场强方向与面法线一致。导体++++++++++++Es0E0内E紧贴导体表面作一圆柱形高斯面。0:,.nEeE��注意是总场是所有电荷在该处产生的场强之和导体++++++++++++Es0E0内E可见：曲率大处大大曲率小处小小EE尖端放电与避雷针原理接静电起电机1、空心导体的空腔内不受外界电场的影响0内E（a）（b）（c）2、放在接地的空心导体空腔内的带电体对外界也不产生影响3、静电屏蔽的应用++++++++Q四）静电屏蔽咯咯嚓嚓静电是很普遍的现象，20世纪的今天，电子仪器也是很普遍的。防上静电干扰的思路：1）“躲藏起来”2）大家自觉防上静电场外泄++++++++Q+++实验：静电平衡时，导体空腔内场强为零+Ó¦ÓóÌÐò解释：++++++++++++++----------++++++++++++++--------------------+-++++++++Q++结论：一个接地的金属壳（网）既可防止壳外来的静电干扰，又可防止壳内的静电干扰壳外。外场进不去，内场出不来。实际中大量应用：1）测试用的屏蔽室2）无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压带电作业中的均压服。3）变压器中的屏蔽层。初级次级:解例1、带有电荷，半径为...