第4节 电场中的导体

（2）导体表面上任一点的场强都
垂直于该点表面。
En
若(1)不满足，电荷将在导体内部 继续移动；
Et E
若(2)不满足，电荷将沿着导体表面移动。
静电平衡条件下导体表面附近的场强
任何导体，不论 自身是否带电， 不论外部电荷的 电场如何复杂， 一旦静电平衡， 一切电荷的合场 强：在导体内部
场强E内处处为零；
在导体外表面附
近，E外 处处与表
面垂直。
二、静电平衡与静电屏蔽
• 静电平衡：物理学中讲导体中没有电荷移动的状 态叫做静电平衡
静电平衡特点： • 导体内部的场强处处为零。（即外电场与感应电荷电场叠
加后，合场强为零） • 处于静电平衡状态的导体，净电荷只分布在导体的外表面
（法拉第圆筒）。 • 处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表
面垂直。
空腔导体电荷分布
不管外电场如何变化，由 于导体表面电荷的重新分布， 总要使内部场强为 0
结论: 空腔内表面无电荷, 全 部电荷分布于外表面。
腔内无电荷
静电屏蔽——屏蔽外电场
结论：空腔内场强 E内 = 0
腔内无电荷
由于E =0，所以在电场中
放入金属球壳可以屏蔽外 部电场对壳内的影响，空 腔导体具有静电屏蔽作用
。
E0
例如：高压带电作业人员穿的导电纤维编织的工作 服。
静电屏蔽——屏蔽内电场
将+q 电荷放入空腔内
由于腔内有 q 电荷，腔内 表面感应出 –q 电荷。
由电荷守恒定律，在外表面上 产生等量的正电荷，外表面上
的电荷为： q
腔内有电荷
Qq
q
q
静电屏蔽——屏蔽内电场
接地空腔导体将使 外部空间不受空腔 内的电场影响.接地 导体电势为零。
问：空间各部分的 电场强度如何分布 ？
+
+
+
q
+
q +
+ +q+
静电屏蔽总结
静电屏蔽是静电平衡下的导体其内部场强为 零的理论的应用。 ①导体空腔(不论是否接地),其内部不受腔外电 荷的影响. ②接地的导体空腔(或金属网罩),其外部不受腔 内电荷的影响.
静电屏蔽应用——电器保护
静电屏蔽应用——电工服、同轴电缆
第4节 电场中的导体
一、场强叠加原理
如果有几个点电荷同时存在，电场中任一点 的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的 电场强度的矢量和。
E+
P
+
−Q2
＋Q1
二、静电平衡与静电屏蔽
1.静电平衡的原因——静电感应
金属导体的结构特点
金属导体内有大 量的带负电的自 由电子。一般情 况下，自由电子 在做无规则的热 运动。
合场强为2 E2 C. E1 = E2的点共有三处：其中两处合场强为零，另
一处和场强为2 E2 D. E1 = E2的点共有三处：其中一处合场强为零，另
两处和场强为2 E2
随堂训练
长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电
荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示。达到静
电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强
静电屏蔽的应用
随堂训练
+Q1
-Q2
1.在X轴上有两个点电荷,一个带正电Q1，一个带负电Q2，且
Q1= 2Q2。E1 和E2分别表示两个点电荷的电场中某一位置所产
生的电场强度的大小。则在X轴上 （ B ）
A. E1 = E2的点只有一处：该点合场强为零 B. E1 = E2的点共有两处：一处合场强为零，零一处
－＋
＋－ ＋
＋－
＋
－
－ ＋ －
－
－ ＋
＋ －
－
－ －－
－＋ － ＋ －
－
＋
＋－ －
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＋
＋ －
＋－＋ －－ ＋
－
－
－ ＋
＋ ＋
二、静电平衡与静电屏蔽
静电感应现象： 导体在外电场作用下发生电荷 重新分布的现象。
++
+ + + +++++
感应电荷
二、静电平衡与静电屏蔽
3.静电平衡的条件
（1）导体内任一点场强都为零。
有多大？方向如何？
+q
O
答：
R
L
达到静电平衡后导体内部处处场强为零
则
q E感=E源=k (R L )2
2
E 感方向与E源方向相反，即指向点电荷+q.