实心带电导体电荷分布示意图
几种典型电场线分布示意图及场强电势的特点
几种典型电场线分布示
意图及场强电势的特点
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
所示。
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
4静电场中的导体
3) 推论：处于静电平衡的导体是等势体 导体表面是等势面 导 体 是 等 势 体
en
E dl
E
+
+ + +
E dl 0
导体内部电势相等
dl
+
+
et
U AB E dl 0
AB
A
B
注意 当电势不同的导体相互接触或用另一导体（例如导 线）连接时，导体间将出现电势差，引起电荷宏观 的定向运动，使电荷重新分布而改变原有的电势差， 直至各个导体之间的电势相等、建立起新的静电平 衡状态为止。
各个分区的电场分布（电场方向以向右为正）：
1 2 3 4 在Ⅰ区：E 2 0 2 0 2 0 2 0 1 Q 方向向左 0 2 0 S
Eint 0
◆ 导体表面紧邻处的场强必定和导体表面垂直。
E S 表面
证明(1)：如果导体内部有一点场强不为零，该点的 自由电子就要在电场力作用下作定向运动，这就不 是静电平衡了。 证明(2)：若导体表面紧邻处的场强不垂直于导体表 面，则场强将有沿表面的切向分量 Et，使自由电子 沿表面运动，整个导体仍无法维持静电平衡。
const .
E dS
S
q
i
i
0
E dl 0
L
3. 电荷守恒定律
讨论题：
1. 将一个带电+q、半径为 RB 的大导体球 B 移近一 个半径为 RA 而不带电的小导体球 A，试判断下列说 法是否正确。 +q B (1) B 球电势高于A球。 (2) 以无限远为电势零点，A球的电势 A 0 。 (3) 在距 B 球球心的距离为r ( r >> RB ) 处的一点P， q /(40。 r2) 该点处的场强等于 (4) 在 B 球表面附近任一点的场强等于 B / 0 ，
2020年高中物理竞赛—电磁学C-03静电场：电荷和电荷分布(共12张PPT)
C/m
3.2 库仑定律 电场强度
点电荷q1，q2之间相互作用的规律（MKSA有 理制）
F12
F21
q1q2
4 0R3
R
其中
R
r
r'
电场强度：
带电体周围存在电场，引入电场的任何带电
体都受到电场所作用力，电磁场是物质的一
种形态，具有能量，动量和质量。
描述静电场中一点性质的物理量：
电场强度
lim
过dS的正电量为
dQ' P • dS P • ndS
•在介质内紧贴表面取闭合面，穿出此闭合面的电
荷量就是介质表面的束缚面电荷。面电荷密度
P
dQ' dS
P•
n
•在极化过程中从任取的闭合面穿出的正电量为
Q' P • dS
•留在闭合面中的束缚电荷电量为
q' Q P • dS
• • Pd ' d ,
'P • P •在各向同性的线性介质中,
为极化系数
P
P 0E
谢谢观看！
•极化电荷产生附加电场E’，合场强E＝E0＋E’, • E’总是消弱外场E的作用。
•介质均匀时，介质表面产生极化电荷。 •介质不均匀，产生表面极化电荷；在介质中 产生极化电荷体密度。
•极化的程度可用极化强度P来描述。为单位体积内
的电偶极矩
P
lim
0
p
,
p
qd
•在电场中任取一元面积 dS ，介质极化过程中穿
E(r)
4 0
1
4 0
R3
4 0
l
(r')dl' R3 R
1
4
(完整版)电荷电场线分布示意图及场强电势特点
等量同种负点电荷电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。
电势每点电势为负值。
连线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。
中垂线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
电势中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。
等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。
电势每点电势为正值。
连线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。
中垂线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上场强以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
中垂线上场强以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面，电势为零（以无穷远处为零电势点，场强为零）（以无穷远处为零电势点，场强为零）注意：电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系：①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。
几种电荷电场线分布示意图及场强电势特点
点场强大小相等，方向
场
连
相同，都是由正电荷指 强
线
向负电荷；由连线的一
上
端到另一端，先减小再
增大。
电 由正电荷到负电荷逐渐 势 降低，中点电势为零。
以中点最大；关于中点
对称的任意两点场强大
小相等，方向相同，都
中
场 是与中垂线垂直，由正
垂
强 电荷指向负电荷；由中
线
点至无穷远处，逐渐减
上
小。
电 中垂面是一个等势面， 势 电势为零
（以无穷远处为零电势点，场强为零）
孤立点电荷电场线分布示意图及场强电 势特点
电场 直线，起于正电荷，终止于无 线 穷远。
离场源电荷越远，场强越小；
孤
与场源电荷等距的各点组成的 场强
立
球面上场强大小相等，方向不
的
同。
正
离场源电荷越远，电势越低；
点
与场源电荷等距的各点组成的
电
电势 球面是等势面，每点的电势为
荷
正。
等势 面
以场源电荷为球心的一簇簇不 等间距的球面，离场源电荷越 近，等势面越密。
电场 直线，起于无穷远，终止于负 线 电荷。
离场源电荷越远，场强越小；
孤
与场源电荷等距的各点组成的
场强
立
球面上场强大小相等，方向不
的
同。
负
离场源电荷越远，电势越高；
点
与场源电荷等距的各点组成的
电
电势 球面是等势面，每点的电势为
垂
穷远处，先增大再减小
线
至零，必有一个位置场
上
强最大。
中点电势最高，由中点 电
至无穷远处逐渐降低至 势
导体上的电荷分布ppt课件
对于孤立导体： 表面上的电荷密度的大小与该处表面的曲率有关。
σ∝1/Rx（孤立导体）
小
较大
最大 更小
曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度较大
曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小
曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小
3
1
b、内部有其它带电体的空腔导体，其内外表面都
有净电荷，且内表面的电量与空腔内的电荷的电量
等值异号）
Q +q+ + +
+
q
+ ++
q +
+ + +
+ + ++
+++++q++++Q q
+ ++
S+
+++
2、导体表面的电荷分布
导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面 形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。
三、导体上的电荷分布
在静电平衡状态下
1、电荷只分布在（内外）表面
⑴实心导体，净电荷只分布在外表面；
⑵空腔导体
a、内部没有其它带电体的空腔导体，净电荷只分
++ + +
布在外表面
+
+
S
++
பைடு நூலகம்
++ +
++
+
+
+S + +
E
dS
V edV
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
中垂线上场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上 场强 以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势 由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
中垂线上场强 以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。
电势 中垂面是一个等势面，电势为零。
等势面（1）定义：电场中电势相等的点构成的面（2）等势面的性质：① 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ② 电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③ 等势面越密，电场强度越大④ 等势面不相交，不相切（3）等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。
（4）几种电场的电场线及等势面① 点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l 所示。
② 等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③ 等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④ 匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤ 形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
实心带电导体电荷分布示意图
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
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
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
大学物理 第十三章 静电场中的导体与电介质
E E0 E
E
E0
电介质极化特点：内部场强一般不为零。
25
– – – – – – – – –
– – – – – – – –
– – – – – – – –
– – – – – – – –
3*.描述极化强弱的物理量--极化强度 (Polarization vector)
7
2.3 孤立带电导体表面电荷分布 一般情况较复杂；孤立的带电导体，电荷分布的实验 定性：
在表面凸出的尖锐部分(曲率是正值且较大)电荷面密度较大， 在比较平坦部分(曲率较小)电荷面密度较小， 在表面凹进部分带电面密度最小。
孤立带电 导体球
尖端放电
C
8
金属尖端的强电场的应用一例
场离子显微镜(FIM) 原理： 样品制成针尖形状， 针尖与荧光膜之间加高压， 样品附近极强的电场使吸附在表面的 原子电离，氦离子沿电力线运动， 撞击荧光膜引起发光， 从而获得样品表面的图象。
12
R Q q l
例：无限大的带电平面的场中平行放置一无限大金属平 板求：金属板两面电荷面密度。
解:设金属板面电荷密度为1和2 如图可视为三个无限大的带电平面 由对称性和电量守恒 1 2 导体体内任一点P 场强为零 1 2 0 2 0 2 0 2 0
讨论：静电场对导体和电介质的作用以及后者对前者的影响
论述的根据是静电场的基本规律和导体与电介质的电结构 特征。 qi 基本性质方程： E d S E dl 0 0 L S 导体 存在大量的可自由移动的电荷（conductor）； 绝缘体 理论上认为一个自由移动的电荷也没有 也称 电介质（dielectric）； 半导体 介于上述两者之间（semiconductor）。
几种典型电场线分布示意图及场强、电势的特点
等势面：一、定义：电场中电势相等的点构成的面 二、等势面的性质：① 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ② 电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③ 等势面越密，电场强度越大 ④ 等势面不相交，不相切三、等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。
四、几种电场的电场线及等势面① 点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l 所示。
② 等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③ 等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④ 匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤ 形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
等 量 异 种 点 电 荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
电势 中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。
连 线 上 场强 中点E 最小且不等于零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相同，E 方向由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，E 先减小再增大。
电势 由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
中 垂 线 上场强 中点E 最大且不等于零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相同，且都与中垂线垂直由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面，电势为零。
等量 同 种 正 点 电 荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。
电势 每点电势为正值。
连 线 上 场强 中点E 最小且为零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相反，E 方向沿连线指向中点；由连线的一端到另一端E 先减小再增大。
电势 由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。
中 垂 线 上场强 中点E 最小且为零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相反，E 方向沿中垂线背离中点；由中点至无穷远处，E 先增大再减小至零。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
中垂线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上场强以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
中垂线上场强以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面，电势为零。
等势面（1）定义：电场中电势相等的点构成的面（2）等势面的性质：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等势面越密，电场强度越大④等势面不相交，不相切（3）等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。
（4）几种电场的电场线及等势面①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l所示。
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
电荷电场线分布示意图及场强电势特点
两个点电荷电场线分布示意图及场强电势特点大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 一端到另一端，先减小再增大。
最高不为零。
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点; 场强 由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一 个位置场强最大。
中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至 电势 零。
大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有 电场线 两条电场线是直线。
等量同种正点电场线 两条电场线是直线。
电势 每点电势为负值。
场强 大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的 等量同种负点电荷、、\\"山由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势 电势 电势 每点电势为正值。
场强 电势以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强 大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的 一端到另一端，先减小再增大。
由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势 电荷荷的一边每一点电势为负。
以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小指向负电荷：由中点至无穷远处，逐渐减小。
（以无穷远处为零电势点，场强为零）孤立点电荷电场线分布示意图及场强电势特点场强电势电场线电势最低不为零。
以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处：由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电等量异种点电以中点最小不等于零:关于中点对称的任意两点 场强 场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电势 电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
场强 相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷电势 中垂面是一个等势面，电势为零荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。
几种典型电场线分布示意图以及场强电势特点
几种典型电场线散布表示图及场强电势特色表一、场强散布图孤立点电荷四周的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场+匀强电场－－－－点电荷与带电平二、列表比较下边均以无量远处为零电势点，场强为零。
电场线直线，起于正电荷，停止于无量远。
孤立离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点构成的球面上场强盛小相等，方向不场强的同。
正点离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点构成的球面是等势面，每点的电势为电势电荷正。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。
电场线直线，起于无量远，停止于负电荷。
孤立离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点构成的球面上场强盛小相等，方向不场强的同。
负点离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点构成的球面是等势面，每点的电势为电势电荷负。
等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。
电场线大多数是曲线，起于无量远，停止于负电荷；有两条电场线是直线。
等量电势每点电势为负值。
同种连以中点最小为零；对于中点对称的随意两点场强盛小相等，方向相反，都是背叛中负点场强线点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电荷上电势由连线的一端到另一端先高升再降低，中点电势最高不为零。
中以中点最小为零；对于中点对称的随意两点场强盛小相等，方向相反，都沿着中垂场强垂线指向中点；由中点至无量远处，先增大再减小至零，必有一个地点场强最大。
线中点电势最低，由中点至无量远处渐渐高升至零。
电势上电场线大多数是曲线，起于正电荷，停止于无量远；有两条电场线是直线。
电势每点电势为正当。
连以中点最小为零；对于中点对称的随意两点场强盛小相等，方向相反，都是指向中等量场强线点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
同种上电势由连线的一端到另一端先降低再高升，中点电势最低不为零。
正点中以中点最小为零；对于中点对称的随意两点场强盛小相等，方向相反，都沿着中垂电荷场强垂线指向无量远处；由中点至无量远处，先增大再减小至零，必有一个地点场强最大。
几种典型电场线分布示意图及场强、电势的特点
等势面：
一.界说：电场中电势相等的点构成的面
二.等势面的性质：
动电荷,电场力不做功
②电场线跟等势面必定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
③等势面越密,电场强度越大
④等势面不订交,不相切
三.等势面的用处：由等势面描写电场线,断定电场中电势的高下.
四.几种电场的电场线及等势面
①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l所示.
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面,如图2所示.
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面,如图3所示.
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面,如图4所示.
⑤外形不规矩的带电导体邻近的电场线及等势面,如图5所示.
中的等势“面”画成了线,即以“线”代“面”.
等势面：
一.界说：电场中电势相等的点构成的面
二.等势面的性质：
①在统一等势面上各点电势相等,所以在统一等势面上移动电荷,电场力不做功
②电场线跟等势面必定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
③等势面越密,电场强度越大
④等势面不订交,不相切
三.等势面的用处：由等势面描写电场线,断定电场中电势的高下.
四.几种电场的电场线及等势面
①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l所示.
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面,如图2所示.
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面,如图3所示.
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面,如图4所示.
⑤外形不规矩的带电导体邻近的电场线及等势面,如图5所示.
留意：带偏向的线暗示电场线,无偏向的线暗示等势面.图中的等势“面”画成了线,即以“线”代“面”.。
几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表
中垂线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。
电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。
等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。
电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。
连线上场强以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。
电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。
中垂线上场强以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。
电势中垂面是一个等势面，电势为零。
等势面（1）定义：电场中电势相等的点构成的面（2）等势面的性质：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等势面越密，电场强度越大④等势面不相交，不相切（3）等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。
（4）几种电场的电场线及等势面①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l所示。
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
几种典型电场线分布示意图及场强、电势的特点
一、定义：电场中电势相等的点构成的面二、等势面的性质：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等势面越密，电场强度越大④等势面不相交，不相切欧阳阳理创编 2021.03.04判断电场中电势的高低。
四、几种电场的电场线及等势面①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l 所示。
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
等势面：一、定义：电场中电势相等的点构成的面 二、等势面的性质：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③等势面越密，电场强度越大 ④等势面不相交，不相切三、等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。
四、几种电场的电场线及等势面欧阳阳理创编欧阳阳理创编①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l 所示。
②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。
③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。
④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。
⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。
注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。
图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。
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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
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
+
+
+Leabharlann 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
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
实现的？
作业：P228：T6-6，T6-9
预习：§6-2 静电场中的电介质
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
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，
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
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 dS
S
E dS E dS E dS
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
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