2020年南师附中高中物理竞赛辅导课件（电磁学篇）09导体和电介质中的静电场（B有导体时静电场的分析方法）(共25张PPT)

2020年 高中物理学奥林匹克竞赛 考前辅导 2020 江苏南京 导体放入静电场中： §9-2 有导体时静电场的分析方法 导体的电荷重新分布 导体上的电荷分布影响电场分布 静电平衡状态 [例1]半径为R的不带电导体球附近有一点电荷q，它与球心O相距d，求导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度及此时球心处的电势；若将导体球接地，球上的净电荷为多少？ 解：建立如图所示的坐标系 设导体球表面感应出电荷q’ a.球心O处场强为零，是±q’的电场和q的电场叠加的结果 即 b.因为所有感应电荷在O处的电势为 而q在O处的电势为 导体球接地：设球上的净电荷为q1 解得 [例2]两块放置很近的大导体板，面积均为S，试讨论以下情况空间的电场分布及导体板各面上的电荷面密度.两板所带电荷等值异号;两板带等值同号电荷；两极板带不等量电荷 解：不考虑边缘效应时，可认为板上电荷均匀分布在板表面上 设四个表面上的电荷面密度分别为1, 2,3和4 a.作两底分别在两导体板内而侧面垂直于板面的闭合柱面为高斯面 b.板内任一点P点的场强为 Ⅰ Ⅱ Ⅲ (1).设两板带等值异号电荷+q 和-q： ----电荷分布在极板内侧面 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 由场强叠加原理有 方向向右 同理 Ⅰ Ⅱ Ⅲ (2).设两板带等值同号电荷+q： ----电荷分布在极板外侧面 由 有 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 由场强叠加原理可得: 方向向左 方向向右 Ⅰ Ⅱ Ⅲ (3).设两极板所带电量分别为q1和q2： 可得 由场强叠加原理有 Ⅰ Ⅱ Ⅲ [例3]把一块原来不带电的金属板B移近一块带有+Q的金属板A平行放置，设两板面积均为S，板间距D。 （1）当B不接地时，UAB=？ （2）B接地时，UAB=？ 解: A板单独存在时电荷均匀 分布. (1).当B板靠近A板时,B板 将有感应电荷产生,有 σ1 =σ4 σ2 = -σ3 σ4 σ3 σ2 σ1 A B D 板间是匀强电场:E=σ2／ε0=Q／2ε0S ∴UAB=Ed=Q d/2ε0S (2).B板接地时,A板电荷重新分布 σ1 = σ4=0 , Q全部分布在σ2面上 σ2= Q / S = - σ3 E = σ2 / ε0 = Q / ε0S ∴UAB=E d= Q d / ε0S 求电场分布