第12章导体电学 §12.1导体的静电平衡性质 §12.2空腔导体 §12.3电容及电容器 §12.4传导电流 §12.5电源及稳恒电流
第 12 章 导体电学 §12.1 导体的静电平衡性质 导体的静电平衡性质 §12.2 空腔导体 §12.3 电容及电容器 §12.4 传导电流 §12.5 电源及稳恒电流 电源及稳恒电流
§12.2空腔导体 本节讨论如图所示有空腔的导 体与静电场的相互作用问题。 ● 包括： (1)空腔导体上的电荷分布特征。 (2)空间电场分布特征
§12.2 空腔导体 包括： （1）空腔导体上的电荷分布特征。 （2）空间电场分布特征。 本节讨论如图所示有空腔的导 体与静电场的相互作用问题。 . q
一、腔内无电荷分布 *静电平衡条件下，导体内部电场强度为零。 内表面没有宏观电荷分布，电荷只能分布在外表面。 在导体壳内紧贴内表面作高斯面S fE.d5-0 →Q纳表面=0 >若内表面有二部分是正电荷，一部分是负Q 电荷分布，则不可能静电平衡
S =⋅ 0d ∫S SEr r 一、腔内无电荷分布 9内表面没有宏观电荷分布，电荷只能分布在外表面。 在导体壳内紧贴内表面作高斯面 S Q内表面=0 ¾若内表面有一部分是正电荷，一部分是负 电荷分布，则不可能静电平衡。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + Q *静电平衡条件下，导体内部电场强度为零
√腔内无电场 即E腔内=0 或说，腔内电势处处相等。 证明：在导体腔内任选一等势面为 高斯面S,利用高斯定理： E.ds=fEds=0 →E腔内三0
E腔内 = 0 或说，腔内电势处处相等。 即 9腔内无电场 证明：在导体腔内任选一等势面为 高斯面 S，利用高斯定理： ∫ ⋅ S SEr r d E腔内 ≡ 0 ∫ = S dSE = 0 S
二、腔内有电荷分布(g和腔体带电Q) 电荷分布 (1)( 腔内表面=一9用高斯定理可以证明 (2)Q外表面=9+Q电荷守恒定律！ Q+9 ·腔内的电场由q和腔内表面的感应电荷-q共同决 定，与腔内电荷位置、腔体的几何结构有关。 >由唯一性定理和平衡条件可以证明上述及下述结论。 ·导体腔外部电场由外表面电荷分布σ确定；与腔内电 荷及腔内表面感应电荷无关。 它管外装面 O外表面e, 60
二、腔内有电荷分布（ q和腔体带电 Q ) • 电荷分布 腔内表面 = −qQ 用高斯定理可以证明！ 腔外表面 = +QqQ • 腔内的电场由 q 和腔内表面的感应电荷 -q 共同决 定，与腔内电荷位置、腔体的几何结构有关。 • 导体腔外部电场由外表面电荷分布 σ 确定；与腔内电 荷及腔内表面感应电荷无关。 n 0 E e r r ε σ 外表面 腔外表面 = ¾由唯一性定理和平衡条件可以证明上述及下述结论。 （ 2 ） 电荷守恒定律！ （ 1 ） q - - - - - - - - - --- - - - - - - − q + + + + + + + + + + + + + + + + + + + qQ