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导体和电介质中的静电场
物质是由原子核和电子等带电粒子组成；
电场与带电粒子之间具有相互作用，因此，电场与物质之间也有相互作用；
物质可以分为导体和电介质两类，导体是导电强的物质，电介质是导电弱的物质。
电场与导体和电介质具有不同的相互作用特性。
静电场中的导体
导体的静电平衡
导体的特性：导体中存在大量可以自由移动的电荷（一般为负电荷），也存在大量不能移动的电荷（一般为正电荷），导体中处处为电中性。
导体静电感应：导体在静电场中，产生电荷迁移，使电荷重新分布，导体各处不为电中性。
静电感应过程的时间：静电感应过程在非常小时间内（s）就结束，之后电荷不再迁移。
导体的静电平衡状态：导体中没有电荷作任何宏观定向运动的状态。
导体对电场的作用
导体在静电场中将产生静电感应而产生感应电荷，感应电荷所激发的电场与外电场合成构成新的电场分布。
在静电场中的导体，当达到静电平衡时，导体内任一点的电场强度都等于零。这是静电平衡的必要条件。
证明：如果导体内的电场不为零，则导体内的电荷将产生定向运动，这说明导体没有达到静电平衡，与假设矛盾。
导体感应电荷对导体内部电场的作用：导体感应电荷激发的电场，在导体内部与外电场完全抵消，使导体内任一点总电场强度都等于零。
导体感应电荷对导体外部电场的作用：导体感应电荷激发的电场，在导体外部，虽然不能完全抵消外电场，但将改变总电场的分布。
导体在静电平衡的条件下，导体内部电场为零，它是等势体，其表面是等势面。
证明：由电势定义证明
导体在静电平衡的条件下，导体表面的场强垂直于导体表面。
证明：静电场的电场线与等势面垂直。
导体上的电荷分布
导体内部处处没有净电荷存在，电荷只能分布于导体的表面上。
证明：由高斯定理证明。
导体表面附近的场强与该表面处电荷面密度的关系是：

为外法线单位矢量。
证明：由高斯定理证明。
带电导体的电荷分布：电荷在导体外表面上的分布是不均匀的，它与外电场和导体表面的曲率有关，导体表面向外凸的地方(曲率较大)，电荷面密度较大，表面平坦的地方(曲率较小)，电荷面密度较小；表面向里凹的地方(曲率为负)，电荷面密度更小。
说明：由例题9-1说明
尖端放电原理：曲率半径小，曲率大，电荷面密度大，电场强。
尖端放现象：避雷针，高压线的电晕，静电喷漆，除尘器。
空腔导体内外的静电场
空腔导体的空腔内没有电荷时
空腔导体的内表面无电荷，电荷都在外表面上。
证明：由高斯定理和环路定理证明。
空腔导体的空腔内电场为零
证明：由电场与表面电荷密度的关系证明。
空腔导体外面的电场分布由空腔导体外表面上的电荷及外电场共同决定。
空腔导体的空腔内有电荷时
导体空腔内表面的电荷等于空腔中总电荷的负值，与导体带电量无关。
证明：由高斯定理证明。
导体空腔外表面的电荷等于空腔中总电荷加导体所带电量。
空腔内的电场只与空腔内表面上的电荷分布和空腔内的电荷分布有关，与导体所带电荷和外电场无关。
空腔外的电场分布不受空腔内电荷位置的影响，但与空腔内电荷量有关。
当把空腔导体接地时，则导体外表面上的因接地而被中和，空腔外的电场为零。
静电屏蔽
在静电平衡状态下，外电场不影响空腔内部的电场；
在静电平衡状态下，一个接地的空腔导体，空腔内的带电体对导体外的电场不产生影响。
静电屏蔽：利用空腔导体，消除外界对空腔内电场的影响，或利用接地空腔导体，消除空腔内电场对外界的影响。
例题9-2
电容器的电容
孤立导体的电容
导体静电平衡时：导体表面有确定的电荷分布，并具有确定的电势值。
叠加性：若导体上的电荷量增加几倍，导体面上的电荷分布状态不变，只是各处的电荷面密度相应地增加同样的倍数，导体的电势值也随之增加到同样的倍数。
导体的电势（选无限远处电势的零点）与它所带的电荷量呈线性关系。

电容：比例常量C称为孤立导体的电容，它只与导体的大小和形状有关，是表征导体储电能力的物理量，其物理意义是：使导体升高单位电势所需的电荷量。
对一定的导体，其电容C是一定的。例如，一个半径为R的孤立球形导体的电容为
电容单位：在国际单位制中，电荷量的单位是C，电势差的单位是V，电容的单位1F＝1C/V。
电容器的电容
一般导体的电势不但与自身所带的电荷量和形状有关，还与附近导体的形状、位置和所带电荷量有关。
封闭的导体壳和壳内导体构成的系统：导体系中的电场不受壳外的影响，导体系中两导体的电势差也不受壳外的影响，只与内导体电荷和导体系统结构有关。并有

电容：比例常量C称为导体系统的电容，它只与导体系统的大小和形状有关，是表征导体储电能力的物理量，其物理意义是：使导体升高单位电势差所需的电荷量。
电容器：由内外两导体构成的系统。
电容器
平行板电容器

圆柱形电容器

球形电容器

电容器的串联和并联
电容器的串联

电容器的并联

电介质及其极化
有