大学物理静电场中的导体和电介质(新)

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§8-1 导体的静电平衡性质 §8-2 静电场中的电介质 §8-3 电容和电容器 §8-4 静电场的能量

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1.导体的静电平衡1.1 导体

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1.2 导体的静电平衡过程

F

-e

E0

E

E=0

(a)

(b)

(c)

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2 导体静电平衡时的性质电场： 1)导体内部的场强处处为零。 2)导体外靠近表面处的场强方向与导体表面垂直。电势： 1)导体是一个等位体。 2)导体表面是一个等位面。

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电荷： 1)导体内部处处无未抵消的净电荷存在，电荷只分布在导体表面。

2) 导体表面之外附近空间的电场强度 E 与该处导体表面的面电荷密度 满足以下关系：

E en

0

0, E与en同向 0, E与en反向

3)对孤立导体，导体表面曲率越大的地方，电荷 密度越大，电场强度也越大，反之越小。

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证明：1)根据高斯定理

q

+ SE=0

?

导体内部无净电荷

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证明：2)

1 SE dS 0 qi i E dS E上 dS+ E下 dS+ E侧 dS En SS S上 S下 S侧

qi

i

Sen E S

En / 0

E en

0

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+ + + + ++ ++ +

+

++ +++ + + E=0 + + + + + +

+ + +

导体表面电荷面密度与曲率的关系

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避雷针

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3.空腔导体3.1 空腔内无电荷的情况 1)空腔内的电场强度为零，不管外界的电场怎样。 2)电荷只分布在外表面上，内表面处处无电荷。

实心导体与空心导 体等效