哪位可以!详细!介绍等势体
等势体 就是导体内任意两点的电势差都为零。静电平衡后的导体就是最典型的等势体。当导体静电平衡后,感应电荷只分布在导体表面,导体内电场为零,因此无电势差。所以导体内的电势与导体表面的电势相等,为一个等势体。
一:等势面定义
静电场中电势相等的点构成的曲面叫等势面[1]。
二:等势面特点
(1)等势面一定跟电场垂直
(2)在同一等势面上移动电荷电场力不做功,或做功之和为0
(3) 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
(4)任意两个等势面都不会相交
(5)等差等势面越密的地方电场强度越大。
三:几种电场等势面的分布
匀强电场
点电荷形成的电场
等量异种电荷的电场
等量同种电荷的电场
带点导体周围的电场
整个球面以及内部空间是等势体,电势与一带电量为q的点电荷在距离为r的点产生的电势相等。
U = q/(4πεr)
具体来说,用积分做, 电场强度E = q/(4πεr^2),球表面的电势为E从r到无穷远点对r的积分,积分结果为q/(4πεr)
扩展资料电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在那一点所受的电场力。试验电荷的电量、体积均应充分小,以便忽略它对电场分布的影响并精确描述各点的电场。
场强是矢量,其方向为正的试验电荷受力的方向,其大小等于单位试验电荷所受的力。场强的单位是伏/米,1伏/米=1牛/库。场强的空间分布可以用电场线形象地图示。
电场强度遵从场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和,即场强叠加原理是实验规律,它表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响。以上叙述既适用于静电场也适用于有旋电场或由两者构成的普遍电场。
1、静电感应
2、导体静电平衡条件
(1)导体的静电平衡:当导体上没有电荷作定向运动时,称这种状态为导体的静电平衡。
(2)静电平衡条件
从场强角度看:
①导体内任一点,场强 ;
②导体表面上任一点 与表面垂直。
从电势角度也可以把上述结论说成:
① 导体内各点电势相等;
② 导体表面为等势面。
用一句话说:静电平衡时导体为等势体。
二、静电平衡时导体上的电荷分布
1、导体内无空腔时电荷分布
如图所示,导体电荷为Q,在其内作一高斯面S,高斯定理为:
导体静电平衡时其内 ,
, 即 。
S面是任意的, 导体内无净电荷存在。
结论:静电平衡时,净电荷都分布在导体外表面上。
2、导体内有空腔时电荷分布
(1)腔内无其它电荷情况
如图所示,导体电量为Q,在其内作一高斯面S,高斯定理为:
静电平衡时,导体内
,即S内净电荷为0,
空腔内无其它电荷,静电平衡时,
导体内又无净电荷
空腔内表面上的净电荷为0。
但是,在空腔内表面上能否出现符号相反的电荷,等量的正负电荷?我们设想,假如有在这种可能,如图所示,在A点附近出现+q,B点附近出现-q,这样在腔内就分布始于正电荷上终于负电荷的电力线,由此可知, ,但静电平衡时,导体为等势体,即 ,因此,假设不成立。
结论:静电平衡时,腔内表面无净电荷分布,净电荷都分布在外表面上,(腔内电势与导体电势相同)。
(2)空腔内有点电荷情况
如图所示,导体电量为Q,其内腔中有点
电荷+q,在导体内作一高斯面S,高斯定理为
静电平衡时 , 。
又因为此时导体内部无净电荷,而腔内有电荷+q,
腔内表面必有感应电荷-q,。
结论:静电平衡时,腔内表面有感应电荷-q,外表面有感应电荷+q。
3、导体表面上电荷分布
设在导体表面上某一面积元 (很小)上,电荷分布如图所示 ,过 边界作一闭合柱面,S上下底 、 均与 平行,S侧面 与 垂直,柱面的高很小,即 与 非常接近 ,此柱面并且是关于 对称的。S作为高斯面,高斯定理为
(注意与无限大带电平面 的区别)。
结论:导体表面附近, 。
4、导体表面曲率对电荷分布影响
根据实验,一个形状不规则的导体带电后,
在表面上曲率越大的地方场强越强。由上面讲
到的结果知,E大的地方, 必大,所以曲率
大的地方电荷面密度大。
5、尖端放电
三、静电屏蔽
由于空腔中的场强处处为零,放在空腔中的物体,就不会受到外电场的影响,所以空心金属球体对于放在它的空腔内的物体有保护作用,使物体不受外电场影响。
另一方面,一个接地的空心导体可以隔绝放在它的空腔内的带电体和外界的带电体之间的静电作用,这就是静电屏蔽原理。
应用:如电话线从高压线下经过,为了防止高压线对电话线的影响,
在高压线与电话线之间装一金属网等。
例8-1:在电荷+q的电场中,放一不带电的
金属球,从球心 到点电荷所在距
离处的矢径为 ,试问
(1)金属球上净感应电荷 ?
(2)这些感应电荷在球心 处产生的场强 ?
解:(1) 0
(2)球心 处场强 (静电平衡要求),即+q在 处产生的场强 与感应电荷在 处产生场强的矢量和=0。
方向指向+q。
(感应电荷在 处产生电势=?球电势=?选无穷远处电势=0。)
这个是高中物理问题
在外电场的作用下
导体中的正负电荷会定向移动
分别向不同两端的表面
定向移动后的电荷本身会产生电场,方向与外电场相反
当外电场的场强大小等于电荷所产生的场强时
两电场相互抵消
使得导体内部合场强为0
(也许你会问为什么一定要和外电场相等呢?答案是,如果不是大小相等,那么电荷会在电场力的作用下继续定向移动)
合场强处处为0,导体内部的电势处处相等.
既为等势体.
因为电荷都被吸到两端去了,中间就没有电荷,所以电势是相等的,就叫等势体。导体中有电势就会引起电荷流动成为电流,那么没有电荷流动当然就是等电势了。
电势就如势能一样,是物体的1种能量。电势差就是电压,等势体好如1个物体,其两端没有电压,就是说电势差等于0。物体的两端电势相等,内部的电势处处相等.这么个物体可以理解为等势体,物体上各处电势相等
等势体,等势面,等电位,概念的定义几乎类似,只是对象有所变化!!!
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窦文复方: 等势体 就是导体内任意两点的电势差都为零.静电平衡后的导体就是最典型的等势体.当导体静电平衡后,感应电荷只分布在导体表面,导体内电场为零,因此无电势差.所以导体内的电势与导体表面的电势相等,为一个等势体.一:等势面...
鞍山市13245556875: 什么是等式体 - ?
窦文复方: 不知道LZ是不是要问等势体,等势体就是导体内任意两点的电势差都为零.静电平衡后的导体就是最典型的等势体.当导体静电平衡后,感应电荷只分布在导体表面,导体内电场为零,因此无电势差.所以导体内的电势与导体表面的电势相等,为一等势体.
鞍山市13245556875: 等势体内部的电势是否为零?为什么? - ?
窦文复方: 等势体----就是物体上的各点电势处处相等. 而电势又是相对的,参考点取的不同,电势可以不同.就是说这个等势体上的电势可以为0,也可以为其它任意数值.
鞍山市13245556875: 地球为什么可以看成是个等势体?
窦文复方: 这是因为地球可以看作一个极大的导体球,它对通常的带电体来说是无限大的,在这样一个极大的导体上增减一些电荷对其电势的影响极小,因而,可以把它看成一个等势体.等势体就是导体内任意两点的电势差都为零,而地球的表面各处的电势可以看做相同的,而零电势只是人为的规定的.
鞍山市13245556875: 任何导体都是等势体吗? - ?
窦文复方: 是 当导体处于静电平衡状态时,自由电荷只能分布在导体表面 由于导体中不存在电场,导体中的电位梯度 ▽φ=0,这意味着导体中的电位不能谁空间变化. 所以处于静电平衡状态下的导体是一个等位体,导体表面是一个等位面.等势体就是导体...
鞍山市13245556875: 人为什么是等势体? - ?
窦文复方: 如果不是等势体,就表示有压差,则可产生电流,但人体无电流,所以人是等势体
鞍山市13245556875: 地球为什么是等势体 - ?
窦文复方: 地球在远古形成时期,自身带有一定量的负电荷,地球组成物质整体具有一定导电能力,所以电荷大尺度范围均匀分布,电势处处相等,故为一个等势体.同样,出自身电场影响外,外界电场下,地球自身导体属性,会自然形成一个等势体.
鞍山市13245556875: 什么是等势面? - ?
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窦文复方:[答案] 在电场中,导体内的电子受电场力的作用发生移动,直至静电平衡,这时导体各处电势相同,否则电子继续移动.所以导体在电场中是等势体.
鞍山市13245556875: 导体 等势体为什么导体是等势体 - ?
窦文复方: 静电平衡时的导体才是等势体.而电路中,有电流持续流过的导体,不是.