靜電平衡與靜電屏蔽word版本

1、靜電平衡與靜電屏蔽-0E電場中的導體電場中的導體:-1,導體中自由電荷在導體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生電場力作用下將發(fā)生定向移動定向移動.EEE2, 導體兩端出現感應電導體兩端出現感應電荷荷, 感應電荷在導體中感應電荷在導體中中產生反方向的附加場中產生反方向的附加場.0E0E-E-電場中的導體電場中的導體:3,感應電荷的電場增到與感應電荷的電場增到與外電場相等時，導體內合外電場相等時，導體內合場強為零。自由電荷的定場強為零。自由電荷的定向移動停止向移動停止 .0E-E=04,靜電平衡：導體靜電平衡：導體中（含表面）無電中（含表面）無電荷定向移動的狀態(tài)荷定向移動的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài)就叫靜

2、電平衡狀態(tài).特別強調特別強調1靜電平衡：靜電平衡：導體中（含表面）導體中（含表面）無電荷定向移動的狀態(tài)無電荷定向移動的狀態(tài)2靜電平衡的條件：靜電平衡的條件： E=0 或者或者 E0=-E學以學以致用致用 學以致用學以致用1:1: 關于靜電平衡狀態(tài)，正確的表述是關于靜電平衡狀態(tài)，正確的表述是: : A. A.只有靜電感應的導體只有靜電感應的導體, ,才有靜電平衡狀態(tài)才有靜電平衡狀態(tài). . B. B.絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)。絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)。 C.C.不論導體是否帶有電荷不論導體是否帶有電荷, ,只要電荷不再只要電荷不再 定向移動定向移動, ,這種狀態(tài)就是靜電平衡狀態(tài)。這種狀態(tài)就是靜電平衡狀

3、態(tài)。 D.D.導體達到靜電平衡狀態(tài)時內部場強為導體達到靜電平衡狀態(tài)時內部場強為0 0。CD提示提示學以致用學以致用2: 當導體達到靜電平衡狀態(tài)時，其場當導體達到靜電平衡狀態(tài)時，其場強的特征是：強的特征是：( ) A. A.外電場外電場E E0 0消失。消失。 B.B.感應電荷產生的電場感應電荷產生的電場E E為零。為零。 C.C.導體內部合場強導體內部合場強E E內內 = = E E0 0 + E+ E=0=0。 D.D.導體表面和內部場強均為零。導體表面和內部場強均為零。C思考思考：導體處于靜電平衡狀導體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面場強能否如圖所態(tài)時，其表面場強能否如圖所示示？+-E+-E結論

4、結論：導體處于靜電平衡狀導體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面任一點場方向跟態(tài)時，其表面任一點場方向跟該點表面垂直。該點表面垂直。法拉第圓筒實驗:1用兩個帶有絕緣手柄的金用兩個帶有絕緣手柄的金屬小球分別接觸帶有電荷屬小球分別接觸帶有電荷的金屬圓筒的內壁和外壁的金屬圓筒的內壁和外壁.和外壁接觸的小球使驗電和外壁接觸的小球使驗電器箔片張開器箔片張開,表明金屬筒表明金屬筒外壁有電荷分布外壁有電荷分布.2和內壁接觸的小球不能使和內壁接觸的小球不能使驗電器箔片張開驗電器箔片張開,表明金屬表明金屬筒內壁沒有電荷分布筒內壁沒有電荷分布.結論結論：導體處于靜電平衡狀導體處于靜電平衡狀態(tài)時，導體所帶的凈電荷只分態(tài)時，導

5、體所帶的凈電荷只分布在導體的外表面上，導體內布在導體的外表面上，導體內部沒有凈電荷。部沒有凈電荷。小結小結：處于靜電平衡狀態(tài)導體的性質處于靜電平衡狀態(tài)導體的性質(1)導導體內部的場強處處為零。體內部的場強處處為零。(2)(2)導體表面上任何一點的場強方向跟該點導體表面上任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。的表面垂直。(3)導體所帶的凈電荷只分布在導體的外表導體所帶的凈電荷只分布在導體的外表面上，導體內部沒有凈電荷。面上，導體內部沒有凈電荷。(4)處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導體表面是等勢面。體表面是等勢面。-+ 思考思考:空心導體殼內的驗電器箔片會張開嗎空

6、心導體殼內的驗電器箔片會張開嗎? 靜電屏蔽靜電屏蔽靜電平衡時靜電平衡時,空心導體殼空心導體殼可保護其內部區(qū)域不受可保護其內部區(qū)域不受外電場影響的現象外電場影響的現象.+思考思考:用金屬網罩將驗電器罩住用金屬網罩將驗電器罩住, 會怎樣呢會怎樣呢? 思考思考:用金屬網罩將驗電器罩住用金屬網罩將驗電器罩住,+會怎樣呢會怎樣呢?該現象表明金屬網罩也能起該現象表明金屬網罩也能起到靜電屏蔽作用到靜電屏蔽作用.類似事例類似事例:通訊電纜外包金屬通訊電纜外包金屬層層,電學儀器外套金屬電學儀器外套金屬 罩罩.分析分析“帶電鳥籠里的鳥安然無恙帶電鳥籠里的鳥安然無恙”的原因？的原因？強大的電流只存在籠外表強大的電流

7、只存在籠外表面，籠內表面并無電流。面，籠內表面并無電流。 思考思考:電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎 樣才能保證他們的生命安全？樣才能保證他們的生命安全？ 全身穿戴金屬絲網制成的衣，帽，鞋，手套等。全身穿戴金屬絲網制成的衣，帽，鞋，手套等。 在孤立點電荷在孤立點電荷+Q的電場中，金屬園盤處于的電場中，金屬園盤處于靜電平衡狀態(tài)：靜電平衡狀態(tài)： 1.盤內盤內M點與點與O點場強關系？點場強關系？ 2.盤上感應電荷在盤上感應電荷在O點處場強大小和方點處場強大小和方 向？向？+QOM LE外E感（EM=EO=0）（E感感=E外外=KQ/L2，水平向右），水平向右）綜合應用

8、，鎖定重難點綜合應用，鎖定重難點：22）（點感LRkqEE鞏固練習鞏固練習 如圖所示，長為如圖所示，長為L的導體棒原的導體棒原來不帶電，現將一電荷量為來不帶電，現將一電荷量為q的點電荷放在的點電荷放在與棒的左端距離為與棒的左端距離為R的地方，達到靜電平的地方，達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內中點衡后，棒上的感應電荷在棒內中點O處產處產生的場強有多大？方向如何？生的場強有多大？方向如何？解析： 方向：水平向左 +-+延伸拓展延伸拓展 一個不帶電的空心金屬球，在其球心處放一正電一個不帶電的空心金屬球，在其球心處放一正電荷，試分析其電場分布情況？若將球外殼接地荷，試分析其電場分布情況？若將球外殼

9、接地,情況又如何情況又如何?+-延伸拓展延伸拓展課內小結課內小結:一一,靜電平衡靜電平衡 概念概念:導體中導體中(含表面含表面)無電荷定向移動的狀態(tài)無電荷定向移動的狀態(tài). 特征特征: a 導體內部場強處處為零導體內部場強處處為零 b 導體表面場強方向垂直表面導體表面場強方向垂直表面 c 凈電荷只分布在導體的外表面上凈電荷只分布在導體的外表面上 d處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導體表面是等勢面處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導體表面是等勢面二，靜電屏蔽二，靜電屏蔽概念：靜電平衡時，導體殼內部區(qū)域不受外電概念：靜電平衡時，導體殼內部區(qū)域不受外電場影響的現象場影響的現象兩種情況兩種情況 生活事例：（略）生活事例：（略）.如圖13-5-4所示，一個帶電的金屬圓筒（法拉第圓筒）和一個驗電器相距較遠地放置。現用一個（不帶電的）帶絕緣手柄的金屬小球先與圓筒的外壁接觸、再與驗電器的小球接觸，驗電器的箔片會 ；讓系統(tǒng)回到初始狀態(tài)，用小球先與圓筒的內壁接觸、再與驗電器