2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：靜電屏蔽習(xí)題課件

1、靜電屏蔽習(xí)題課件例. 兩塊可視為無(wú)限大的導(dǎo)體平板 A、B，平行放置，間距為d，板面為S，分別帶電QA、QB，且均為正值，求兩板各表面上的電荷面密度及兩板間的電勢(shì)差。設(shè)四個(gè)表面的電荷面密度分別為：1, 2, 3, 4aad1234QBQA解：（注意: 列方程時(shí), 都是先假定這些電荷為正, 若求出的結(jié)果為負(fù), 就表示與假設(shè)的符號(hào)相反)ab(a) 靜電平衡條件：導(dǎo)體平板A和B內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為零.(b) 電荷守恒：A板與B板均為孤立系統(tǒng)，各自電荷守恒。aad1234QBQAab聯(lián)立求解上面四個(gè)方程，得(1) 若QA= QB 0 (平板電容器)這時(shí)電場(chǎng)集中在兩板之間。討論：aad1234QBQAX(2)

2、若用一根導(dǎo)線把A、B板內(nèi)側(cè)連接起來(lái)，求電荷分布.兩板連成一個(gè)大導(dǎo)體，電荷將重新分布于大導(dǎo)體外表面，大導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)處處為零，整個(gè)大導(dǎo)體為等勢(shì)體.aadQBQA重復(fù)前面求解步驟：(a) 靜電平衡條件：導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零以上兩個(gè)方程與前面A、B沒(méi)有連接時(shí)相同.ab(c) 新增條件：整個(gè)大導(dǎo)體為等勢(shì)體aadQAQB(b)電荷守恒: A板或B板各自電荷不守恒，整個(gè)大導(dǎo)體電荷守恒.意義: 靜電平衡時(shí), A、B連線上的電場(chǎng)也要處處為零.aadQAQB聯(lián)立求解上面四個(gè)方程，得(3) 若斷開(kāi)導(dǎo)線, B板接地, 求A、B板電荷分布及電勢(shì)差.B板外側(cè)的正電荷被大地中和，A板正電荷全部轉(zhuǎn)移到內(nèi)側(cè)，在B板內(nèi)側(cè)感應(yīng)出等量異號(hào)電

3、荷.重復(fù)本題開(kāi)始時(shí)的求法，確定電荷分布(a) 靜電平衡條件(b) A板電荷守恒BA解得BA討論：在上面求解中，利用了B板外側(cè)的正電荷被大地中和的條件4= 0 . 這一結(jié)論其實(shí)也可以根據(jù)B板接地，因而電勢(shì)為零的條件推出。重新列方程如下：(a) 靜電平衡條件(b) A板電荷守恒(c) B板電勢(shì)為零: 由于B板與大地(可視為)等電勢(shì), B板右側(cè)電場(chǎng)必須處處為零, 否則, 就會(huì)有電勢(shì)差.聯(lián)立求解上面四個(gè)方程，得BA0例. 已知面電荷密度為0 的均勻帶電大平板旁，平行放置一大的不帶電導(dǎo)體平板。12求：導(dǎo)體板兩表面的面電荷密度。 解：設(shè)導(dǎo)體電荷密度為 1、 2 ，(2) 電荷守恒：(1) 導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零：1 + 2 = 0 聯(lián)立以上二方程 , 解得：思考0 200（B）-0 00（C）-0 200（A）下面結(jié)果哪個(gè)正確?若上例中導(dǎo)體板接地，答案：C接地后,導(dǎo)體板上電荷將重新分布,與左邊大平板同號(hào)的感應(yīng)電荷將被大地中和，剩下的電荷應(yīng)保證導(dǎo)體板內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零.例. 一塊可視為無(wú)限大的導(dǎo)體平板A，板面為S，帶電QA，且為正值，求空間電勢(shì)