大学物理-第3章静电场中的导体工人正在带电检修高压输电线路。本章目录教学要求物质按照电学性质分类：导体、半导体、电介质（绝缘体）1)导体(conductor[kən'dʌktə])导电能力极强的物体(存在大量可自由移动的电荷，其中金属导体的自由电荷是自由电子)2)绝缘体（电介质,dielectric[,daɪɪ'lektrɪk]）导电能力极弱或不能导电的物体3)半导体(semiconductor[,semɪkən'dʌktə])导电能力介于上述两者之间的物体§3.1导体的静电平衡条件（electrostaticequilibrium）当金属导体处于外电场中时，这种电中性的状态将被打破！！————导体内电荷在外电场作用下重新分布的现象大家学习辛苦了，还是要坚持导体达到静电平衡导体进入外电场后，自由电子将在电场力的作用下定向运动，从而在左、右两端分别出现富余的负、正电荷,称为感应电荷。感应电荷建立起附加电场E感，导体中的总电场为E=E0+E感。如果E0>E感，则自由电子将继续定向移动，感应电荷增加，附加电场加强；直到称导体达到了静电平衡状态。导体内部任一点的电场强度都为零。（导体内无电力线，内部场强处处为零）2.导体在静电平衡状态下的一些特殊性质金属球放入前电场为一匀强电场金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场例题3-1：一个点电荷带正电荷+Q，置于不带电导体球外P点，求导体上所有感应电荷在导体内a点处产生的电场。§3.2处于静电平衡下导体电荷的分布2.空腔导体的情况：例题3-2有一无限大带电平面，其电荷面密度为0。在它形成的电场中平行放置一无限大金属平板。求：金属板两个表面的电荷面密度？例题3-3半径为R的孤立金属球接地，与球心相距l处有一点电荷+q且l>R。求球上的感应电荷Q。作扁圆柱形高斯面1）导体表面凸出而尖锐的地方（曲率较大）电荷面密度较大2）导体表面平坦的地方（曲率较小）电荷面密度较小3）导体表面凹进去的地方（曲率为负）电荷面密度更小在导体的尖端附近,场强很大。当达到一定量值时,空气中原留有的离子将发生激烈的运动,并获得足够大的动能与空气分子碰撞而产生大量的离子。其中，和导体上电荷异号的离子,被吸收到尖端上,与导体上的电荷中和,而和导体上电荷同性的离子,则被排斥而离开尖端,作加速运动。这使得空气被“击穿”而产生的放电现象，称为尖端放电现象。尖端放电原理的应用§3.3静电屏蔽为了避免外界电场对内部产生电场的影响，或处于内部的电器设备的电场对外界产生影响，引入一个空腔导体，使其内部不受外电场影响，同时也使电器设备的电场不再影响外界，这种现象就叫做“静电屏蔽”。37在静电平衡状态下1、内部无带电体的空腔导体空腔导体外的电场由空腔导体外表面的电荷分布和其它带电体的电荷分布共同决定。外面的带电体不会影响空腔内部的电场分布2、内部有带电体的空腔导体（1）外面的电场不会影响空腔内部的电场分布，但在外表面的感应电荷将会对空腔外产生影响——“外屏蔽”(2)接地的空腔导体空腔外面的电场不会影响内部（外屏蔽），空腔内的带电体对外面也不产生影响（内屏蔽）。————“全屏蔽”3.3.2静电屏蔽的应用电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。例题3-4：一个不带电的金属球壳的内、外半径分别为R1和R2，今在中心处放一电量为q的金属球（半径为r0），则金属球壳的内、外表面带电量各为多少？空间各点处场强如何分布？在金属球壳外（r>R2时）：解：设金属球壳的电势为U壳，则：r0思考及讨论题:（3）将一个带正电的导体A移近一个接地导体B时，导体B是否维持零电势？其上是否带电?静电喷漆静电除尘器静电复印机补充例题：有两块面积为S的大金属平板A、B平行放置，A带电量为Q，求静电平衡时，金属板上的电荷分布及周围空间的电场。联立以上四式解得1、导体的静电平衡条件: