为什么静电感应过程中导体内部场强会逐渐变大?

静电平衡时导体上的电荷分布-尖端放电原理详细原因-静电屏蔽的原理是什么详细信息

第7节 静电现象的应用

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知识点1 静电感应现象及静电平衡
(1)现象解释:将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中,导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用,除了做无规则热运动,自由电子还要向电场玩的反方向作定向移动,图1―(a)所示,并在导体的一个侧面集结,使该侧面出现负电荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷图(b)所示。在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷,这种现象叫做静电感应。
(2)导体静电平衡条件:E内=0
由于静电感应,在导体两侧出现等量异种电荷,在导体内部形成与场强E0向的场强E',在导体内任一点的场强可表示为E内=E0+E′。
因附加电场E′与外电场E0方向相反,叠加的结果削弱了导体内部的电场,随着导体两侧感应电荷继续增加,附加电场E′增强,合场强E内将逐渐减小。当E内=0时,自由电子的定向运动也停止了。如图(c)。
(3)导体静电平衡时,有如下特点:
① 导体内部处处场强为零。
② 导体表面处场强与表面垂直。
③ 静电平衡状态下的导体是个等势体,其表面是个等势面。

例1】如图,将一不带电的空腔导体A的顶部与一外壳接地的静电计相连,又将另一个带正电的导体BA移动,最后BA接触,此过程中(

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静电感应:如果将导体放在外电场中,导体中的自由将在外电场作用的驱动下运动到导体的一端而堆积起来,使导体的一端因多余电子而带负电,另一端因缺少电子而带正电,直到由此正负电荷在导体内产生的电场完全抵消外电场后,自由电子的运动才停止下来,这一现象就是所谓静电感应现象,因静电感应而出现的电荷称为感应电荷。

静电平衡:当带电体系中的电荷静止不动,从而电场分布不随时间变化时,我们说该带电体系达到了静电平衡。

均匀导体静电平衡的条件:导体内的场强处处为零。(如果导体内的场强e不是处处为零,则在e不为零的地方自由电荷将会移动,亦即导体没有达到静电平衡。)

由导体静电平衡得到的推论:

(1) 导体是个等位体,导体表面是个等位面。

证明:因导体内任意两点p、q之间的电位差为,e处处为0,则导体内部所有各点的电位相等,从而其表面是个等位面。

(2) 导体以外靠近其表面地方的场强处处与表面垂直。

因为线处处与等位面正交,所以导体外的场强必与它的表面垂直。

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