靜電感應(yīng)與導(dǎo)體接地

1、11靜電感應(yīng)與導(dǎo)體接地將導(dǎo)體置于帶電體附近，在導(dǎo)體表面的不同位置將會出現(xiàn)正、負(fù)感應(yīng)電荷，當(dāng)這種靜電感應(yīng)發(fā)生并達(dá)到靜電平衡時，由于感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點處產(chǎn)生的電場抵消了此處施感電荷的電場，便給出了內(nèi)部場強(qiáng)為零，整個導(dǎo)體是等勢體的結(jié)論。導(dǎo)體接地可以說是一種導(dǎo)體與大地共同發(fā)生的靜電感應(yīng)現(xiàn)象，在接地前后導(dǎo)體表面電荷的數(shù)量及分布情況發(fā)生了變化，將影響其附近電場線及等勢面的地域分布，從而使周圍空間各點的場強(qiáng)和電勢發(fā)生改變。1。.1枕形導(dǎo)體的接

2、地枕形導(dǎo)體的接地?將原來不帶電的枕珙導(dǎo)體B置于帶電荷量＋Q的帶電體A附近，在B的遠(yuǎn)端和近端將分別感應(yīng)出等量正負(fù)電荷。（圖1－甲）畫出了此時電場線的分布情況，在導(dǎo)體B近端由于負(fù)電荷報吸收的電場線只能來自施感電荷，因此；而從B遠(yuǎn)端出AB???發(fā)的電場線既然不可能被其近端的負(fù)電荷所吸收（這就與B為等勢體的說法矛盾），便只能終止于無窮遠(yuǎn)處，所以是。另外，由0AB???????A出發(fā)的電場線只能部分被B吸收還表明枕形導(dǎo)體兩端感應(yīng)電荷量，均小于施感

3、電荷量Q。現(xiàn)在如果將導(dǎo)體B接地，在遠(yuǎn)端接地時自然是由大地提供的自由電子中和遠(yuǎn)端的正電荷；而對于近端接地，一種說法認(rèn)定被中和掉的將是近端的負(fù)電荷（理由是大地中的自由電子因被B左端負(fù)感應(yīng)電荷所斥，無法實現(xiàn)與正電荷中和），然而非如此?？梢栽O(shè)想，若近端負(fù)感應(yīng)電荷被中和，在施感電荷和遠(yuǎn)端感應(yīng)電荷均帶正電條件下，它們在導(dǎo)體內(nèi)部的電勢標(biāo)量疊加，怎么可能得到導(dǎo)體電勢與大地零電勢相等的結(jié)果呢？因此這里被中和掉的同樣還應(yīng)是遠(yuǎn)端的正電荷。這是由于接地前的導(dǎo)體

4、B作為等勢體，其電勢高于在地的零電勢，且無論哪一端接地，在接地前其與大地零電勢不等和情況是一樣的。因此接地過程必然是由大地提供的自由電子在電場力作用下，向電勢較高導(dǎo)體B運(yùn)動，以中和B遠(yuǎn)端的正電荷，而且只要B遠(yuǎn)端沿尚存在末被中和的正電荷，此處就會繼續(xù)發(fā)出終止于無窮遠(yuǎn)處的電場線，說明其電勢仍高于大地，這將繼續(xù)吸引在地中的自由電子向B運(yùn)動，直到導(dǎo)體B?ABQ甲?ABQ乙圖13定的場強(qiáng)及電勢間的關(guān)系，在接地前是，；在接地后是EE0acbE???

5、0abc??????，。0abcEEE??????0abc?????????1.2.2帶電體位于球外部.這種情況類似于帶電體附近的枕形導(dǎo)體。若A帶正電，則未接地時球殼近端的遠(yuǎn)端分別感應(yīng)出等量的負(fù)電荷和正電荷（如圖3－甲），接地后遠(yuǎn)端的正電荷被中和（如圖3－乙），與枕形導(dǎo)體不同的是，此時利用球殼開關(guān)的中心對稱關(guān)系，還能得出定量的結(jié)果。設(shè)點電荷Q距球心的距離為r，則施感電荷在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)向左，感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)向右；施感電荷在球

6、心處產(chǎn)生2kQr2kQr的電勢，即為接地前導(dǎo)體球殼的電勢（由于正負(fù)感應(yīng)電荷數(shù)量相同，到球心的距離也kQr相等，因此它們在球心處產(chǎn)生電勢標(biāo)量和為零），此電勢高于大地電勢。在接地后由于遠(yuǎn)端正電荷被中和，殼上只存在近端負(fù)電荷，這些負(fù)電荷在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小仍為向2kQr右，但球心處的電勢卻為零。由此可知，這此負(fù)電荷在球心處產(chǎn)生的電勢為，負(fù)感應(yīng)kQr?電荷伯總量等于（R為RQr?球殼的半徑），此時接地后負(fù)感應(yīng)電荷對球面上的場強(qiáng)與電勢的貢獻(xiàn)，可