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1、1,空间电势相等的点连接起来所形成的面称为等势面. 为了描述空间电势的分布，规定任意两相邻等势面间的电势差相等.,一 等势面,在静电场中，电荷沿等势面移动时，电场力做功,在静电场中，电场强度 总是与等势面垂直的，即电力线与等势面正交.,2,按规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相等，即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小,3,4,5,二 场强与电势梯度的关系,电场中某一点的场强沿某一方向的分量，等于电势沿该方向上变化率的负值。,6,电场中任意一点的场强等于该点电势梯度的负值.电势梯度的单位为伏特/米(V/m),表示法线n方向的单位矢量。,7,电势梯度是一个矢量，它的大小为电势沿等势面法线
2、方向的变化率，它的方向沿等势面法向且指向电势增大的方向.,8,一 导体的静电平衡,9,10,11,导体的静电平衡条件,1）导体内部任何一点处的场强为零； 2）导体表面附近场强沿表面的法线方向.,12,导体表面为等势面,推论：导体为等势体,13,二 静电平衡时导体上电荷的分布,结论：导体内部无净电荷， 电荷只分布在导体表面.,1 实心导体,实心带电导体,14,2 空腔导体,空腔内无电荷时,电荷分布在表面,15,若内表面带电，必等量异号,结论：空腔内无电荷时，电荷分布在外表面, 内表面无电荷.,与导体是等势体矛盾,空腔带电导体,16,空腔内有电荷时,结论: 空腔内有电荷+q时，空腔内表面有感 应电
3、荷-q，外表面有感应电荷+q,17,作扁圆柱形高斯面,3 导体表面附近场强与电荷面密度的关系,18,4 导体表面电荷分布规律,注意:导体表面电荷分布与导体形状以及周围环境有关.,19,带电导体尖端附近电场最强,带电导体表面尖端附近的电场特别强，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，即尖端放电 .,尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通讯产生危害 . 然而尖端放电也有很广泛的应用 .,尖端放电现象,尖端放电现象的利与弊,20,21,避雷针必须可靠接地,带电云,避雷针的工作原理,+,+,+,+,+,+,+,22,三 静电屏蔽,屏蔽外电场,空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受
4、外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.,23,接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.,问：空间各部 分的电场强度如何 分布？,接地导体电势为零,屏蔽腔内电场,24,三 有导体存在的静电场场强与电势的计算,计算有导体存在时的静电场分布步骤：首先根据静电平衡时导体内部场强为零和电荷守恒定律、确定导体上电荷新的分布量，然后由新的电荷分布求电场的分布。,25,例8.20 在一个接地的导体球附近有一个电量为q的点电荷.已知球的半径为R，点电荷到球心的距离为l.求导体球表面感应电荷的总电量q.,解：,26,例8-21 有一外半径R1=10 cm，内半径R2=7 cm 的金属球壳，在球壳中 放一半径R3=5 cm的同心 金属球，若使球壳和球 均带有q=10-8 C的正电 荷。求：两球体上的电荷 如何分布？球心电势为 多少？,27,解,作球形高斯面,作球形高斯面,28,球体上的电荷分布如图（球壳内表面带 ，外表面带 ）,29,30,R1=10 cm，R2=7 cm R3=5 cm，q=10-8 C,