靜電場中的導(dǎo)體6.1.1導(dǎo)體的靜電平衡1.金屬的微觀結(jié)構(gòu)自由電子：金屬原子最外層電子易脫離原子自由運(yùn)動，通常作熱運(yùn)動，有外場時定向運(yùn)動；。

2.靜電感應(yīng)現(xiàn)象處于外場的導(dǎo)體：其自由電子在場力作用下定向移動，使導(dǎo)體兩端帶不同電荷，在導(dǎo)體內(nèi)激發(fā)電場，當(dāng)外場與其完全抵消時自由電子定向移動停止，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。。

正離子：失去最外層電子的金屬原子，有規(guī)則的排列成晶格點(diǎn)陣，有熱運(yùn)動但無自由運(yùn)動；。

+++++++++感應(yīng)電荷靜電感應(yīng)現(xiàn)象：外場作用下使導(dǎo)體兩端帶不同電荷；初態(tài)末態(tài)++++++++++++處于外場中的導(dǎo)體靜電感應(yīng)過程開始；++++++++導(dǎo)體內(nèi)電場強(qiáng)度外電場強(qiáng)度感應(yīng)電荷電場強(qiáng)度靜電平衡狀態(tài)：++++++3.靜電平衡狀態(tài)A.靜電感應(yīng)過程結(jié)束達(dá)到導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)為零、電荷無定向移動的狀態(tài)稱為靜電平衡狀態(tài)，對應(yīng)靜電平衡條件；B.導(dǎo)體內(nèi)任意一點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零稱為靜電平衡條件；（1）導(dǎo)體表面場強(qiáng)與其表面垂直；（2）導(dǎo)體是等勢體；（3）未抵消凈電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上；4.

推論c.導(dǎo)體內(nèi)部電勢相等；b.導(dǎo)體表面是等勢面；證明：表面上：導(dǎo)體內(nèi)：

反正法：假設(shè)不垂直，則表面的電荷將受場力移動，與靜電平衡狀態(tài)矛盾。故有結(jié)論：垂直；a.導(dǎo)體表面電場與表面垂直；6.1.2導(dǎo)體靜電平衡時電荷的分布A.實(shí)心導(dǎo)體：++++++++++結(jié)論:實(shí)心導(dǎo)體內(nèi)部無電荷；凈電荷只能分布于外表面上；

1.導(dǎo)體內(nèi)無電荷，凈電荷分布在外表面；

B.空腔導(dǎo)體：若腔內(nèi)表面帶電荷：則腔內(nèi)有電場，任兩點(diǎn)的電勢不等：這與導(dǎo)體是等勢體矛盾；故腔內(nèi)表面不帶電荷；結(jié)論:靜電平衡時空腔導(dǎo)體內(nèi)表面無電荷；電荷只能分布在外表面上；。

總之：不論空腔導(dǎo)體、實(shí)心導(dǎo)體均有結(jié)論：凈

電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上；。

++--+++++++++++薄片形高斯面1.導(dǎo)體外表面電荷與關(guān)系(2)(1)作薄片形高斯面如圖：得：6.1.3導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)結(jié)論：帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時，其外表面附近的電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于該處電荷面密度的分之一，如帶正電荷則方向為外法線方向。(2)2.帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時，其外表面電荷面密度是個復(fù)雜的多因素函數(shù)，與該處導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)、與其周圍環(huán)境等因素有關(guān)。注意：導(dǎo)體表面電荷分布與其形狀及周圍環(huán)境有關(guān).例如：導(dǎo)體表面電荷分布與其表面曲率半徑有關(guān)：凸出部分較凹陷部分的面電荷密度大，凸出部分中曲率半徑越小面電荷密度越大；3.導(dǎo)體表面電荷分布+++++++++實(shí)驗表明：帶電導(dǎo)體尖端附近電場最強(qiáng)；可使導(dǎo)體尖端附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即尖端放電；1.尖端放電損耗電能；干擾精密測量、對通訊產(chǎn)生危害等；措施：設(shè)備的金屬器件避免尖角、尖棱，盡量以圓角、球形、光滑平坦的形式出現(xiàn)；2.尖端放電應(yīng)用廣泛：如避雷針；6.1.4尖端放電現(xiàn)象尖端放電現(xiàn)象的利與弊：6.1.5

靜電屏蔽

1.空腔導(dǎo)體屏蔽外電場：外電場空腔導(dǎo)體屏蔽外電場空腔導(dǎo)體屏蔽外電場：使腔內(nèi)物體不受外場影響，此時整個空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)電勢處處相等.

。

2.外接地空腔導(dǎo)體屏蔽內(nèi)電場：

內(nèi)表面感應(yīng)出相反電荷，外表面產(chǎn)生出同種電荷；

設(shè)腔內(nèi)有電荷q：外表面接地：表面電荷中和不顯電性，腔外電場消失；3.靜電屏蔽的應(yīng)用：結(jié)論：外接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受腔內(nèi)電場影響。高壓線路帶電安全維修：屏蔽服；例題6.1.1半徑R1的導(dǎo)體球,被與其同心的導(dǎo)體球殼包圍,球殼內(nèi)外半徑為R2

、R3,若使導(dǎo)體球帶電Q1

、球殼帶電Q2,試求：

（1）導(dǎo)體球及球殼的電荷分布；

（2）該帶電系統(tǒng)V的分布；（1）導(dǎo)體球靜電平衡時，電荷Q1均勻分布在導(dǎo)體球表面。導(dǎo)體球殼靜電平衡時，其內(nèi)表面均勻分布-Q1電荷，而外表面均勻分布電荷Q1+Q2；解：分析由靜電平衡條件可求電荷分布，電勢疊加原理得結(jié)果。也可先