西南交通大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十三章 物质中的电场与磁场 第一节 导体中的静电场 第二节 电介质中的静电场

大学物理 2)空腔导体,腔内无电荷 同上,导体内,p=0 紧贴内表面作高斯面S E.ds ods=0 0内表面 ○S 若∑9内=0,Q内≠0则必存在士, 电万线由(+0)→(a),导体内表 面有电势差,与静电平衡条件 导体表面为等势面矛盾。 +E=0 所以O内0,净电荷只能分布于外 表面 」电力线不能进入腔内 静电屏蔽。 第6页共25页

大学物理 第6页 共25页 2) 空腔导体，腔内无电荷 ' S 同上，导体内  = 0 则必存在  ， 电力线由(+ ) → (- ) ，导体内表 面有电势差，与静电平衡条件 -- 导体表面为等势面矛盾。 所以 ，净电荷只能分布于外 表面。 = 0 内  + + 0 ' 0 E + E =   + + + + + 电力线不能进入腔内 ---- 静电屏蔽。     = = = 内表面 内 内 内d 0 1 1 d 0 0 E S q S S      s 紧贴内表面作高斯面S 若  = 0,  0 内  内 q _ +

大学物理 3)空腔导体,腔内有电荷q 紧贴内表面作高斯面S 内 ∑纳 所以∑q内=0 空腔内表面电荷与腔内电荷等值异号。 空腔外表面电荷由电荷守恒决定。 思考:(1)空腔原不带电,腔外表面电量如何分布? (2)空腔原带电Q,腔外表面电量如何分布? (3)至腔能屏蔽腔内电荷q的电场吗? 如何实现这种屏蔽? 第7页共25页

大学物理 第7页 共25页 3)空腔导体，腔内有电荷q 空腔外表面电荷由电荷守恒决定。 空腔内表面电荷与腔内电荷等值异号。 + q 紧贴内表面作高斯面S S 思考： (1) 空腔原不带电，腔外表面电量如何分布？ (2) 空腔原带电Q，腔外表面电量如何分布？ (3) 空腔能屏蔽腔内电荷q 的电场吗？ 如何实现这种屏蔽？ 0 1 d 0   =  = 内 内 E S q S    所以 q 内 =0

大学物理 空腔能屏蔽腔内电荷q的电场吗?如何实现这种屏蔽? 0+q q 腔接地:内外电场腔不接地:腔内不受腔外电荷影响 互不影响 腔外要受腔内电荷影响 (与q内有关,与q内分布无关。) (4)腔内电荷q的位置移动对内,O外EE外分布 有无影响? 第8页共25页

大学物理 第8页 共25页 空腔能屏蔽腔内电荷q 的电场吗？如何实现这种屏蔽？ + q − q 腔接地:内外电场 互不影响 + q − q q + q − q Q+q 腔不接地:腔内不受腔外电荷影响 腔外要受腔内电荷影响 (与q内有关,与q内分布无关。) (4) 腔内电荷q的位置移动对 分布 有无影响？ 内 ， 外 ，E内 ，E外    

静电平衡时导体=0,静电荷只能分布于表面。“物 大 2.静电平衡时导体表面电荷面密度与表面紧邻处场 强成正比。 过表面紧邻处P作平行于表 △s:y△S 面的面元△S,以△S为底,过P 平面法向为轴,作如图高斯 E=0 面S。 E ds=[E ds+E dS +[E dS =EAS=.OAS 所以E E 第9页共25页

大学物理 第9页 共25页 静电平衡时导体 =0,静电荷只能分布于表面。 = ?  表 2. 静电平衡时导体表面电荷面密度与表面紧邻处场 强成正比。 P E  S S ' E = 0 S 过表面紧邻处P作平行于表 面的面元S,以S为底，过P 平面法向为轴，作如图高斯 面S。 d d d d '        =  +  +  S S S S E S E S E S E S 侧         E E n   0 0     所 以 = = = ES = S  0 1