1、歡迎大家回校學習！新的學期，希望大家以新面貌學有所成。授課教師：吳濤電話：651019821下冊學習內容電磁學（下）振動和波動光學量子力學 上冊學習內容？2提問：電磁學（上）的內容？特點？最簡潔的表述？電磁學（下）的內容：電場、磁場和介質之間的相互作用及其規律電磁感應電磁波與麥克斯韋方程組特點：非真空、非穩恒重點：高斯定理和環路定理3第十三章 介質中的電場和磁場 13-1 靜電場中的導體 一、靜電平衡； 二、電容及電容器 4教學基本要求一 掌握靜電平衡的條件，掌握導體處于靜電平衡時的電荷、電勢、電場分布.二 了解電介質的極化機理，掌握電位移矢量和電場強度的關系.理解電介質中的高斯定理，并會用它

2、來計算電介質中對稱電場的電場強度.四 理解電場能量密度的概念，掌握電場能量的計算.三 掌握電容器的電容，能計算常見電容器的電容.5研究靜電場與導體和電介質的相互作用 靜電場中的導體上的電荷不再發生定向移動，稱導體達到了靜電平衡。 靜電感應 靜電平衡條件 在外電場作用下，引起導體中電荷重新分布而呈現出的帶電現象 ，叫作靜電感應現象。13-1 靜電場中的導體6金屬導體：存在大量可自由移動的自由電子，自由電子對電場變化響應很快（1019s）。1.靜電感應+感應電荷7+8 靜電平衡：導體放入電場 自由電子定向運動 改變導體電荷分布 改變電場 稱電場和導體之間達到靜電平衡導體內部和表面均無自由電荷的定向

3、移動。導體內電場強度外電場強度感應電荷電場強度+9金屬球放入均勻電場前E10金屬球放入后電場線發生彎曲 電場變為一非均勻場+E11所以，導體的靜電平衡條件為： 導體內部任意點的場強為零。導體表面附近的場強方向處處與表面垂直。證明：等勢體等勢面導體內導體表面一個推論：靜電平衡的導體是等勢體，導體表面是等勢面。12凈電荷分布在導體表面，導體內處處無凈電荷。二、靜電平衡時導體上的電荷分布 導體內任取高斯面+S1. 實心導體證明：132、空腔導體+ （1）腔內無帶電體時：凈電荷分布在導體外表面。導體內表面處處無凈電荷。在體內取一高斯面S ，由高斯定理：可知：內表面電荷代數和為零。證明：已經證明導體實體

4、部分處處無凈電荷。現只需證明導體空腔的內表面上處處無凈電荷。若內表面上有正負兩種電荷，則：必有電場線由正電荷指向 負電荷，出現電荷的定向移動，與導體的靜電平衡條件相矛盾。14結論：腔體內表面所帶的電量和腔內帶電體所帶的電量等量異號，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定.未引入 時q1q放入 后1（2）腔內有帶電體：提示：由高斯定理和導體的靜電平衡條件及電荷守恒定律可以證明以上結論。q2+q1+qq+12q1+15三、導體表面附近場強證明: 表面附近作圓柱形高斯面，= 一半在內，一半在外。其中：是導體表面的電荷面密度16導體表面電荷分布規律+17 帶電導體尖端附近的電場特別大，可使尖端附近的空

5、氣發生電離而成為導體產生放電現象 尖端放電現象+18導線即：用導線連接兩導體球，則必有：導體表面的的電荷面密度與導體表面的曲率半徑有關：曲率半徑大處電荷密度低；即：表面上愈尖銳處電荷密度越大。四、導體表面的電荷分布證明：尖端放電現象19空氣中的直流高壓放電圖片：20云層和大地間的閃電閃電的圖片：21雷擊大橋遭雷擊后的草地22五、靜電屏蔽 導體殼（不論接地與否）內部的物體不受外電場的影響；接地空腔導體屏蔽內電場23 接地導體殼（或金屬絲網）將內外的電場影響完全隔絕。空腔內部不受空腔外部電荷影響 外電場不影響內部電場腔內帶電體不影響外部電場2425重點內容導體存在時靜電場的分析和計算26思考：無限

6、大帶電平面附近的場強？27例：一個帶電量為q的點電荷，位于一原來不帶電的金屬球外，與球心的距離為d.如圖所示，則在金屬球內與球心相距為l的P點處，由感應電荷產生的場強為： 0（s 為P 點附近球面上感應電荷面密度）xP-qdlo28 例 放入導體板B已知：導體板A：S，Q0;求：A、B上的電荷分布及空間的電場分布;A板:B板:解：由靜電平衡條件可知：由電荷守恒定律可知：將B板接地，求電荷分布29解方程得:場強分布：兩板之間：A板左側：B板右側：導體表面附近處的場強為：場強分布也可以由迭加法求得。EEE30a 點：b 點：A 板接地時：電荷分布將B板接地，求電荷分布31場強分布電荷分布（1）兩板之間（2）兩板之外32練習：面電荷密度為 0 的無限大絕緣板旁，有一無限大的原不帶電的導體平板。求靜電平衡后導體板兩表面的面電荷密度？解. 設導體板兩表面電荷密度為 1 和 2s1s2E2E0E1靜電平衡條件：