原創(chuàng)精品課件：14電場中的導(dǎo)體(講授式)

1、第一章第一章 靜電場靜電場1.4 1.4 電場中的導(dǎo)體電場中的導(dǎo)體新課標(biāo)高中物理選修新課標(biāo)高中物理選修311.知道電場強度的疊加原理2.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)。3.理解靜電平衡時，靜電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強處處為零。4.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用。 一、場強疊加原理一、場強疊加原理電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。P1Q2QE1EP點的電場強度，等于點的電場強度，等于+Q1在該點在該點產(chǎn)生的電場強度產(chǎn)生的電場強度E1與與-Q2在該點產(chǎn)在該點產(chǎn)

2、生的電場強度生的電場強度E2的矢量和。的矢量和。2E如果場源電荷不只是一個點電荷，那么電場強度又是多少呢？如果場源電荷不只是一個點電荷，那么電場強度又是多少呢？場強的疊加例例1.AB和和CD為圓上兩條相互垂直的為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為直徑，圓心為O.將電量分別為將電量分別為q和和q的兩點電荷放在圓周上，其位置的兩點電荷放在圓周上，其位置關(guān)于關(guān)于AB對稱且距離等于圓的半徑，對稱且距離等于圓的半徑，如圖所示要使圓心處的電場強度為如圖所示要使圓心處的電場強度為零，可在圓周上再放一個適當(dāng)?shù)狞c電零，可在圓周上再放一個適當(dāng)?shù)狞c電荷荷Q，則該點電荷，則該點電荷()A應(yīng)放在應(yīng)放在A點，點，Q2qB應(yīng)放

3、在應(yīng)放在B點，點，Q2qC應(yīng)放在應(yīng)放在C點，點，Qq D應(yīng)放在應(yīng)放在D點，點，QqE1E2E0+Q先將q、q在O點產(chǎn)生的場強合成因為q、q與O點構(gòu)成等邊三角形，可求出合場強E0方向水平向右，大小E0E1E2，如圖所示要使O點合場強為零，放入的電荷Q在O點產(chǎn)生的場強必與E0等大反向+Q1.兩個固定的異號點電荷，電量給定但大小不等，用兩個固定的異號點電荷，電量給定但大小不等，用E1和和E2分別分別表示兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小，則在通過兩點電荷的直表示兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小，則在通過兩點電荷的直線上，線上，E1=E2的點的點 ( )A.有三個，其中兩處合場強為零有三個，其中兩處合場強為

4、零B.有三個，其中一處合場強為零有三個，其中一處合場強為零C.只有兩個，其中一處合場強為零只有兩個，其中一處合場強為零D.只有一個，該處合場強不為零只有一個，該處合場強不為零C二、靜電平衡與靜電屏蔽二、靜電平衡與靜電屏蔽 -置于電場中的導(dǎo)體，自由電荷受電場力作用，將發(fā)生定向移動。EE -在導(dǎo)體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應(yīng)現(xiàn)象。二、靜電平衡與靜電屏蔽二、靜電平衡與靜電屏蔽E感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場E，與原電場疊加。只要內(nèi)部合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。 -E二、靜電平衡與靜電屏蔽二、靜電平衡與靜電屏蔽E當(dāng)E=E時，內(nèi)部合場強為零，電荷不再發(fā)生定向移動。 -E=E導(dǎo)體內(nèi)的自由電

5、子不再發(fā)生定向移動，稱為靜電平衡狀態(tài)。二、靜電平衡與靜電屏蔽二、靜電平衡與靜電屏蔽靜電平衡的微觀解釋靜電平衡的特點1.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。3.處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。2.導(dǎo)體表面處場強方向必跟該點的表面垂直。地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。（2）在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。三、導(dǎo)體上電荷的分布四、靜電屏蔽1.空腔導(dǎo)體的特點

6、 空腔導(dǎo)體能把外電場擋住，空腔內(nèi)沒有電場，空腔內(nèi)不受外電場的影響。2.靜電屏蔽導(dǎo)體殼（金屬網(wǎng)罩）能保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電屏蔽演示 3靜電屏蔽的應(yīng)用1.如圖所示，在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近時，下列說法正確的是（ ）MBANPA.B端的感應(yīng)電荷越來越多B.導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的場強相等AC導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N點產(chǎn)生的場強與帶負(fù)電的小球在兩點產(chǎn)生的場強大小相等方向相反2關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是 ( ) A當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡時，導(dǎo)

7、體上任意兩點間的電勢一定相等B當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導(dǎo)體的表面垂直C絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)D達到靜電平衡時，電荷分布在導(dǎo)體的外表面ABD3、在下列實驗中，驗電器的金屬箔會張開的是() B4、如右圖所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導(dǎo)體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是( )A用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C用絕緣導(dǎo)線把驗電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D使驗電器A靠近B在A選項中先和B的內(nèi)壁接觸后，由于B的內(nèi)壁本身沒有電荷，所以再接觸

8、A時驗電器箔片不張開，B選項可以。C項中用絕緣導(dǎo)線實際上將驗電器和B連成了一個導(dǎo)體，A球因接觸而帶電D項中是感應(yīng)起電BCD5在一個導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個電荷量為Q的點電荷，如下圖所示，用Ep表示球殼外任一點的場強，則()A當(dāng)Q在球殼中央時，Ep0B不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C只有當(dāng)Q在球心且球殼接地時，Ep0D只要球殼接地，不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep0Q在球殼內(nèi)任何位置，只會影響球殼內(nèi)的負(fù)電荷分布；球殼外部帶正電荷會使外部場強不為零，所以A、B錯而球殼接地會使外部電荷導(dǎo)入大地，所以外部場強才會為零，故C也錯，選D.D6某農(nóng)村小塑料加工廠的高頻熱合機(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號頻率接近，由于該村尚未通有線電視信號，空中