静电场与号体 的相互作用
1 静电场与导体 的相互作用
静电场与物质的相互作用体现在两个方面:一方 面,当把物质放在静电场中时物质要受到电场的作用; 另一方面,电场中的物质也会对电场产生影响。 这一部分只限于讨论各向同性均匀金属导体与电 场的相互作用。 导体的静电平衡条件 导体内有大量的自由电荷,当 把导体放在外电场中时,导体中的 自由电子都将受到电场力的作用, 出现宏观定向运动,引起导体上电 荷的重新分布,在导体表面出现感 应电荷。 这种现象称为静电感应现象
2 静电场与物质的相互作用体现在两个方面：一方 面，当把物质放在静电场中时物质要受到电场的作用； 另一方面，电场中的物质也会对电场产生影响。 一、导体的静电平衡条件 这一部分只限于讨论各向同性均匀金属导体与电 场的相互作用。 E0 导体内有大量的自由电荷，当 把导体放在外电场中时，导体中的 自由电子都将受到电场力的作用， 出现宏观定向运动，引起导体上电 荷的重新分布，在导体表面出现感 应电荷。 这种现象称为静电感应现象
导体内部的总场强E=E+E 当E=Eo+E=0时,导体处于静 电平衡状态。 部和表面都没有电荷定向移动的状态 导体的静电平衡:在电场中,导体的内 导体静电平衡条件:导体内部场强处处为0。 用反证法,若电场强度不为零,则自由电荷将能移动。 说明: 1这里所指的导体内部的场强是指空间中的一切电荷 (包括导体外部的电荷和导体上的电荷)在导体内部 产生的总场强。 2以后所指的导体都是指处在静电平衡状态下的导体
3 E0 导体内部的总场强 ' E E0 E = + 当 时,导体处于静 电平衡状态。 E = E0 + E' = 0 导体的静电平衡：在电场中，导体的内 部和表面都没有电荷定向移动的状态。 •导体静电平衡条件： 导体内部场强处处为0。 用反证法，若电场强度不为零，则自由电荷将能移动。 说明： 1.这里所指的导体内部的场强是指空间中的一切电荷 （包括导体外部的电荷和导体上的电荷）在导体内部 产生的总场强。 2.以后所指的导体都是指处在静电平衡状态下的导体。 E'
二、静电平衡状态导体的性质 1.导体上的电势分布 结论:静电平衡时导体为等势体,导体表面为等势面。 证明:设一导体处于静电平衡状态。 在导体内任取两点, 其电势差为: b ab U-U E 静电平衡时E=0 U -U=0. U=U 导体为等势体,导体表面为等势面
4 1.导体上的电势分布 结论：静电平衡时导体为等势体，导体表面为等势面。 a b 证明：设一导体处于静电平衡状态。 在导体内任取两点， Uab =Ua −Ub = b a E dl 静电平衡时 − = 0, Ua Ub Ua =Ub 导体为等势体，导体表面为等势面。 E = 0 其电势差为： 二、静电平衡状态导体的性质
2导体上的电荷分布 结论1:静电平衡时导体内无净电荷,所有电荷分布于 外表面。 证明:导体内作高斯面 =E,=2 静电平衡时E=0,∴q=0 高斯面 缩小高斯面,如果∑q≠0 则有E≠0 所以静电平衡时导体内无净电荷
5 2.导体上的电荷分布 结论1：静电平衡时导体内无净电荷，所有电荷分布于 外表面。 高 斯 面 证明：导体内作高斯面 0 = = q E dS S 静电平衡时 q = 0 缩小高斯面， q 0, 所以静电平衡时导体内无净电荷。 E = 0, E 0 如果 则有