+
+

+
+
E0
+
++
+
结论：表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比
, E ; E
第四章 静电场
简明物理学 教程
外表面电荷分布规律
4-4 静电场中的导体
导体表面尖、凸处，电荷面密度大，附近电场 强度强
导体表面平、凹处，电荷面密度小，附近电场 强度小
第四章 静电场
10
简明物理学 教程
导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度
第四章 静电场
简明物理学 教程
3、静电平衡条件
4-4 静电场中的导体
（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；
（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.
导 体

是 等
E
势 体
+ +
+
dl +
+
+
第四章 静电场
简明物理学
4-4 静电场中的导体
教程
空腔导体屏蔽外电场
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电 场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.
第四章 静电场
简明物理学 教程
2 屏蔽腔内电场
接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.
接地导体电势为零
4-4 静电场中的导体
+
+
+
q
+
q +
q +
+
+
第四章 静电场
简明物理学 教程
第四章 静电场
简明物理学
教程
求：三个表面上的感应电荷？
4-4 静电场中的导体
S1 2q S2 -3q
S3 q
S1 2q S2 -q
S3 q
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
3、导体表面电场强度与电荷面密度的关系
为表面电荷面密度
E

E
0
+ + +
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一、 静电平衡条件
4-4 静电场中的导体
1、 静电感应 导体在电场作用下电荷重新分布的现象。
++
++++ + + + +
感应电荷
第四章 静电场
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外电场中的导体平板
4-4 静电场中的导体
+
+
+

+
+
+
E0
+
+
+
+
+
+
第四章 静电场
简明物理学 教程
4-4 静电场中的导体
如果树是全湿的，树身电阻较小，是电的良导
体，电流通过时不会产生很多热量。如树皮光滑
的树就是这样的，遭雷雨后树皮一直湿到地面，
则不易遭雷击而起火。
如果树皮很粗糙，如橡树，树皮一时很难湿透，
树的电阻很大，不易导电。这时电流通过时便会
产生大量的热，致使树身膨胀而爆裂，即所谓遭
雷击。电流大到一定限度便起火燃烧，再殃及其 它树木，酿成熊熊森林大火。
尖端放电现象
4-4 静电场中的导体
E 带电导体尖端附近电场最强
带电导体尖端附近的电场 特别大，可使尖端附近的空 气发生电离而成为导体产生 放电现象，即尖端放电 .
第四章 静电场
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< 电风实验 >
+++++
++ +
4-4 静电场中的导体
+ +
第四章 静电场
12
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在电击时火花放电所产生的高频电流不能穿透飞机和 宇航船等类物体的金属外壳，只能局限在金属的外层。 同样，汽车的外壳也有类似的作用。除非穿孔后触发 燃料而引起爆炸外，在这类金属封闭舱中的乘员甚至 可能根本不知道他们已被闪电轰击过。
E
空腔导体屏蔽外电场
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
二 静电平衡时导体上电荷的分布 + + + +
1、实心导体
+ + +
导体内部无电荷，电荷分布在导体表面
+ ++
2、空腔导体
空腔内无电荷
电荷分布在外表面上 （内表面无电荷） +
+
空腔内有电荷 +
+ ++ +
+ ++
第四章 静电场
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空腔内有电荷
q
q
q
4-4 静电场中的导体
结论 当空腔内有电荷 q 时, 内表面因静电感 应出现等值异号的电荷 q ，外表面增加感应电荷 q .
飞机飞行时如何防雷?
飞机上都装有静电释放器， 一般称为放电刷，放电刷 约3根手指粗，由几十根 很细的针组成，总的电阻 相对机身来说是非常小的。 根据尖端放电的原理，放 电刷能够将飞机外壳累积 的大量电荷放至大气中， 从而保护飞机的安全。
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
现代飞机的起落架轮胎是用导电橡胶特制 的，这样可以有效使飞机起落架触地瞬间把机 体残留电荷释放掉，避免乘客下飞机时触电。
2、 静电平衡
导体内部和表面都没有电荷定向移动的状态。
（过程弛豫时间： 10 14 — 10 13s)

+
E0 +
+

E＇
+ + +
E0
E0 +
+
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
E0
+ +
E＇
+ + + +
E0
E 0 +
+
E E0 E 0
闪电与飞机
4-4 静电场中的导体
在雷雨季节，人们以为飞机在天空飞行时遇到闪电是
很危险的事。的确，飞机遭到电击是常有的事，但是 除了在飞机上留下几个小洞之外，几乎没有其它损坏， 阿波罗一12号发射后不久，曾受到两次电击，但均未 对飞船和宇航员造成明显的威胁。
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
第四章 静电场
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四 电容器及其应用
尖端放电现象的利与弊
4-4 静电场中的导体
尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测 量和对通信产生危害 .
尖端放电也有很广泛的应用 .
第四章 静电场
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什么树易遭雷击?
4-4 静电场中的导体
第四章 静电场
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4-4 静电场，全世界每
年由于雷电袭击而引起的森林火灾是不胜枚举的。
当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的 空气就很容易被击穿，成为导体。这样，带电 云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的， 避雷针就可以把云层上的电荷导入大地，使其 不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。
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三、静电屏蔽
1 屏蔽外电场
E
4-4 静电场中的导体
E
外电场
因此有闪电专门寻找橡树的传说。其实，和橡
树相类似的树木，大都成了易受雷击的对象。
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避雷针
4-4 静电场中的导体
第四章 静电场
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4-4 静电场中的导体
在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避 雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避 雷针针头是尖的，所以静电感应时，导体尖端 总是聚集了最多的电荷。这样，避雷针就聚集 了大部分电荷。