实心带电导体电荷分布示意图

等量异号电荷的平板和非球形 孤立导体电场、电势分布示意图 导体电场分布照片
二、尖端放电
1. 尖端放电现象 2. 尖端放电应用 避雷针
E 3 106 V m 空气电离
Benjamin Franklin （ 1706-1790 ） 美国科学家
二、尖端放电
1. 尖端放电现象 2. 尖端放电应用
E 3 106 V m 空气电离
与叠加原理是否矛盾？
结论：球体表面 导体外表面附近场强
P
+
变化，
变化， E
+ + + + +
+
++
电荷均匀分布 电荷非均匀分布
而
仍然成立。 E 0
一、导体外表面附近电场强度与电荷面密度的关系
静电平衡导体外表面的电荷如何分布 孤立导体处于静电平衡时， 表面各处的电荷面密度与表面的 曲率有关 曲率越大，电荷面密度越大
空腔导体可屏蔽外电场
用空腔导体屏蔽外电场
结论：
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受
外电场影响。
三、静电屏蔽
2. 屏蔽内电场 空腔内、外表面的电荷？ 内表面：感应电荷-q 外表面：感应电荷+q 结论： 接地的空腔导体内的带电体对空腔外不会产生 任何影响。
+
+
q
+
q
+
+
+
+q
+
三、静电屏蔽
第六章 静电场中的导体和电介质 The conductor and dielectric in static electric field § 6.1 静电场中的导体 The conductor in static electric field
David· Blaine挑战百万伏特电击
教学目标 1. 理解静电平衡时导体外表面附近电场强度与电荷面密度 之间的关系 2.了解孤立带电导体表面电荷分布的规律以及尖端放电、 静电屏蔽的原理 教学重点 静电平衡时导体外表面附近电场强度与电荷面密度关系 教学难点 静电平衡时导体外表面附近电场强度与电荷面密度关系 的理解
实心导体
空腔内无电荷 空腔导体
+ +q + + - - +q - + + + - + - -q + + + + ++
内部有电荷空腔导体电荷分布示意图 空腔导体
+
+
空腔内有电荷
一、导体外表面附近电场强度与电荷面密度的关系
E dΒιβλιοθήκη Baidu
S
E dS E dS E dS
知识回顾
1.导体的静电平衡特征 导体内部任何一点处的电场强度为零
导体表面处电场强度方向均与导体表面垂直
或导体是个等势体 2.静电平衡时导体上电荷的分布 +
+
实心导体
+ + + +
+ + + + ++
+
+
+
实心带电导体电荷分布示意图
知识回顾
1.导体的静电平衡特征 导体内部任何一点处的电场强度为零
导体表面处电场强度方向均与导体表面垂直
Sup S down S profile
E cosd0 S
Sup
0
n
P
ES
σ S ε0 σ (r ) E (r ) ε0
+ + +
+
E 0
h0 + + +
作扁圆柱形高斯面
一、导体外表面附近电场强度与电荷面密度的关系
E (r )
注意
σ (r ) ε0
1. 导体表面的场强是突变的 2. 导体外表面附件的场强是所有电荷产生场强 的叠加 3. 导体外表面附近某点场强只与导体表面该点 的电荷面密度有关
一、导体外表面附近电场强度与电荷面密度的关系
E (r )
讨论
σ (r ) ε0
E
++ + + + +
E ( r ) 只与 ( r ) 有关，
3. 静电屏蔽的作用 屏蔽电缆 屏蔽外电场 防静电铝箔袋
屏蔽网
防静电铝箔袋
三、静电屏蔽
3. 静电屏蔽的作用
高压设备
屏蔽内电场 家用电器
屏蔽罩
四、小结
1. 导体表面附近电场强度与面密度的关系
σ E ε0
2. 尖端放电及应用 3. 静电屏蔽及应用
五、课后思考
2011年11月17日，西电东输银东线发生故障，电力工 人王进实现了世界首次特高压660kv带电作业，他是如何
或导体是个等势体 2.静电平衡时导体上电荷的分布 + + + +
+
+
+ + + + ++
实心导体
空腔内无电荷 空腔导体
+
+
+
空腔带电导体电荷分布示意图 空腔带电导体
知识回顾
1.导体的静电平衡特征 导体内部任何一点处的电场强度为零
导体表面处电场强度方向均与导体表面垂直
或导体是个等势体 2.静电平衡时导体上电荷的分布
产生电火花
电子打火灶点火器
汽车火花塞
二、尖端放电
1. 尖端放电现象 2. 尖端放电应用
E 3 106 V m 空气电离
静电除尘
二、尖端放电
1. 尖端放电现象 2. 尖端放电应用 浪费电能 损坏电子元件 干扰通讯信号
焊点尖端放电现象
三、静电屏蔽
1. 屏蔽外电场 空腔内及导体内部电场 强度处处为零
实现的？
作业：P228：T6-6，T6-9
预习：§6-2 静电场中的电介质