大学物理第六章课件.ppt

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§2电容和电容器
§3静电场中的电介质
§4*静电场的边界条件
§5带电体系的静电能
第六章静电场中的导体和电介质
§
静电场中的导体
导体:导电性能良好的物体,如金属、人体、大地
绝缘体:导电性能很差的物体,又称电介质
半导体:介于导体和绝缘体之间
超导体:基本无电阻
导体和电介质
自由电子
构成导体框架、形状、大小的是那些基本不动的带正电荷的原子实,而自由电子充满整个导体属公有化。
当有外电场或给导体充电,在场与导体的相互作用的过程中,自由电子的重新分布起决定性作用。
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感生电荷
导体上因静电感应而出现的电荷,称为感生电荷
二、导体的静电平衡
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静电平衡
导体内电场强度
外电场强度
感生电荷电场强度
当导体内部和表面都无电荷定向移动的状态称为静电平衡状态。
=0
导体是等势体
(1)导体内部任何一点处的电场强度为零;
(2)导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直。
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导体表面是等势面
导体内部电势相等
导体内部和表面都没有电荷的定向移动
静电平衡状态:
静电平衡条件
A
B
二、孤立导体的形状对电荷分布的影响
尖端放电现象
,球面上各部分的曲率相同,故电荷均匀分布,即面电荷密度在球面上处处相同。
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导体表面电荷分布与导体形状有关
:孤立的导体处于静电平衡时,表面各处的面电荷密度与各处表面的曲率1/ρ有关——曲率1/ρ越大的地方,面电荷密度也越大。
带电导体尖端附近电场最强
带电导体尖端附近的电场特别大,可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象
——尖端放电

<电风实验>
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尖端放电现象的利用
静电感应
可靠接地
带电云
避雷针
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怒发冲冠
,所带感应电荷与空腔内带电体的电荷等值异号。
作高斯面S2,因内部电场处处为零,故
空腔内电荷电量
导体内表面分布的电量
加
因本系统的导体中电荷守恒
导体外表面分布的电量为
二、导体空腔内部有带电体的情况