第六章靜電場中的導體和電介質靜電知識與電子技術電容位移振動傳感器234思考1、火藥或有爆炸危險的建筑物為什么要用金屬網蒙起來，再將金屬網很好的接地?2、在高壓輸電線上帶電工作的人員為什么要穿上金屬絲制成的衣服?3、高壓電器設備中，為什么所有金屬元件應避免帶有尖棱，最好作成球形?5一.導體的微觀模型:基本不動的帶正電荷的晶格+自由電子組成。自由電子二.導體受外界靜電場的影響1.無外場時:自由電子只在晶格附近作無規熱運動,無宏觀定向運動,導體內正負電荷分布均勻,對外不顯電性.2.有外場時:自由電子在無規熱運動的基礎上疊加沿外場方向的宏觀定向運動,導體內正負電荷將重新分布,即出現靜電感應現象.+++++++----------++++6三.靜電感應靜電平衡條件1.靜電平衡+++++++++感應電荷7++++++++++++8++++++++導體內電場強度外電場強度感應電荷電場強度92.靜電平衡條件靜電平衡時,在外場作用下,自由電子重新分布結束,最后,所有電子均停止宏觀運動的狀態。（1）導體內部任何一點處的電場強度為零（2）導體表面處的電場強度的方向,都與導體表面垂直四.靜電平衡下導體的電特性1.場強特性(1)導體內部的場強處處為零10證明:用反證法.若,則自由電子將受靜電力而做加速運動,與靜電平衡相矛盾.(2)導體表面附近的場強方向與導體表面處處垂直證明:用反證法。若不垂直,則存在切向分量,表面的電子將受切向靜電力而加速運動,這與靜電平衡相矛盾.++++++112.電勢特性(1)導體內部電勢相等.(2)導體表面是一個等勢面.導體是等勢體++++++證明:在導體表面或內部任取兩點a和b,則有:場強特性電勢特性123.電荷特性++++++++++結論:凈電荷分布在導體表面，內部無凈電荷。(1)

實心導體(2)有空腔導體空腔內無電荷電荷分布在表面上內表面上有電荷嗎？13若內表面帶電所以內表面不帶電++--結論：①電荷分布在外表面上（內表面無電荷）；②導體外表面以內各點電場強度都為零，導體及空腔都等電勢。++++++++++矛盾導體是等勢體14空腔內有電荷電荷分布在表面上內表面上有電荷嗎？

結論

當空腔內有電荷時,內表面因靜電感應出現等值異號的電荷，外表面有感應電荷（電荷守恒）15+++++++++++為表面電荷面密度作錢幣形高斯面

S(3)導體表面電場強度與電荷面密度的關系表面電場強度的大小與該表面電荷面密度成正比16+++++++++注意:導體表面電荷分布與導體形狀以及周圍環境有關.(4)導體表面電荷分布17尖端放電現象孤立導體靜電平衡時，曲率越小的地方，面電荷密度越大。18帶電導體尖端附近電場最強帶電導體尖端附近的電場特別大，可使尖端附近的空氣發生電離而成為導體產生放電現象，即尖端放電。弊：會損耗電能(如電暈),還會干擾精密測量和對通訊產生危害。尖端放電現象的利與弊思考題：高壓電器設備中，為什么所有金屬元件應避免帶有尖棱，最好作成球形?避免尖端放電產生。19利：靜電起電機、靜電除塵機、電風、電風輪、避雷針。避雷針20靜電感應電暈放電可靠接地帶電云避雷針的工作原理++++－－－－－++－+21<電風實驗>++++++++++在課余時間觀看尖端放電相關視頻22五.靜電屏蔽

1.屏蔽外電場外電場空腔導體可以屏蔽外電場,使空腔內物體不受外電場影響.這時,整個空腔導體和腔內的電勢也必處處相等.空腔導體屏蔽外電場23靜電屏蔽的應用同軸電纜線中的屏蔽層

高壓帶電操作的屏蔽服

24接地空腔導體將使外部空間不受空腔內的電場影響.問：空間各部分的電場強度如何分布？接地導體電勢為零

2.屏蔽腔內電場++++++++25q–qU=0Q+q’殼內外場互不影響3.接地的封閉導體殼，屏蔽了殼內、外的電場的影響。26說明：空腔導體殼接地與否，外界均對殼內電場無任何影響.外界不影響內部腔外表面的電荷分布不影響腔內電場分布271、火藥或有爆炸危險的建筑物為什么要用金屬網蒙起來，再將金屬網很好的接地?2、在高壓輸電線上帶電工作的人員為什么要穿上金屬絲制成的衣服(均壓服)?答：金屬網起靜電屏蔽作用。避免由于雷電引起爆炸。答：均壓服起靜電屏蔽作用。避免外電場深入人體內部，也使感應電流只通過均壓服，避免留過人體。從而保證人身安全。在課余時間觀看靜電屏蔽視頻28例1.

有一外半徑和內半徑的金屬球殼，在球殼內放一半徑的同心金屬球，若使球殼和金屬球