第九章静电场中的导体和电介质 9-1静电场中的导体 导体的静电平衡 1、金属导体的结构 带负电的自由电子带正电的晶格点阵 1)导体不带电,在不受外力场 特作用下,正负电荷中和,导体呈中 点 性,自由电子作微观热运动,宏观 +++ E 上不表现出电荷运动 (2)导体在外电场作用下,产生静 电感应,最终达到静电平衡 2、静电感应 导体中的电子,在外电场作用下,将相对于晶格点阵作宏 观运动,引起导体上电荷密度的重新分布 3、静电平衡 导体内部和表面都没有定向的宏观电荷移动
第九章 静电场中的导体和电介质 一、导体的静电平衡 1、金属导体的结构 带负电的自由电子 +带正电的晶格点阵 特 点 （1）导体不带电，在不受外力场 作用下，正负电荷中和，导体呈中 性，自由电子作微观热运动，宏观 上不表现出电荷运动 （2）导体在外电场作用下，产生静 电感应，最终达到静电平衡 2、静电感应 导体中的电子，在外电场作用下，将相对于晶格点阵作宏 观运动，引起导体上电荷密度的重新分布 3、静电平衡 导体内部和表面都没有定向的宏观电荷移动 Eo E=0 - - - - - - + + + + + + 9-1 静电场中的导体
静电平衡时导体中的电场特性 1、导体内部的场强处处为零。导体表面的场强垂直于导体 的表面。 导体内没有电荷的宏观移动,导体内电子所受电场力必 解释为零,则内部电场为零。 导体表面紧邻处的场强必定和导体表面垂直,否则场强沿 表面的分量将使自由电子作表面的定向运动。 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。 导体表面是个等势面
二、静电平衡时导体中的电场特性 1、导体内部的场强处处为零。导体表面的场强垂直于导体 的表面。 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。 导体表面是个等势面 解释 导体内没有电荷的宏观移动，导体内电子所受电场力必 为零，则内部电场为零。 导体表面紧邻处的场强必定和导体表面垂直，否则场强沿 表面的分量将使自由电子作表面的定向运动。 − − − − − + + + + + + + + + + + + + + +
三、静电平衡态下导体的带电特性 1、在静电平衡下,导体所带的电荷只能分布在导 体的表面,导体内部没有净电荷。 (1)实心导体在静电平衡时的电荷分布 E·4s=。∑q E=0∴→∑9=0 结论: 导体内部没有净电荷,电荷只能分布在导体表面
E= 0 三、静电平衡态下导体的带电特性 1、在静电平衡下，导体所带的电荷只能分布在导 体的表面，导体内部没有净电荷。 （1）实心导体在静电平衡时的电荷分布 S = i S o E dS q 1 E = 0 qi = 0 导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 结论：
(2)空心导体,空腔内无电荷 E·dS= ∑91…:E=0:→∑q=0 电荷分布在导体外表面,导体内部和内表面没净电荷 (3)空心导体,空腔内有电荷q E=0∴→∑q=0 q E-D S g=-9 电荷分布在导体内外两个表面,内表面带电荷-q
（2）空心导体，空腔内无电荷 E= 0 S = i S o E dS q 1 E = 0 qi = 0 电荷分布在导体外表面，导体内部和内表面没净电荷 （3）空心导体，空腔内有电荷q +q - - - - - - - - E = 0 qi = 0 q = −q 电荷分布在导体内外两个表面，内表面带电荷-q
2、处于静电平衡的导体,其表面上各点的电荷密度 与表面邻近处场强的大小成正比 E 高斯定理: eds E=0 E
E= 0 2、处于静电平衡的导体，其表面上各点的电荷密度 与表面邻近处场强的大小成正比。 dS E 高斯定理： o dS EdS = o E =