靜電平衡狀態(tài)PPT

1、關(guān)于靜電平衡狀態(tài)第一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)E0中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。E0ABCD一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)1、靜電感應(yīng)第二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月-2.靜電平衡狀態(tài)-1、導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng).EEE2、 導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場(chǎng).E0第三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月-E-3、感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止 .-E=04、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中無電荷定向移動(dòng)的狀

2、態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài).E0E0第四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 靜電平衡狀態(tài) 發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)E和原電場(chǎng)E0在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E =E0時(shí)，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E0EE0E合=0第五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零靜電平衡條件（2）整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面（3）導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其表面任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)表面垂直。+-E3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：第六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月導(dǎo)體發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)E，

3、跟外加電場(chǎng)E0反向，使自由電荷同時(shí)又受到FEq的電場(chǎng)力，隨著導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷不斷積累，E逐漸增大，當(dāng)EE0時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電荷所受合力為零，這時(shí)導(dǎo)體中無自由電荷定向移動(dòng)，即導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài).4、靜電平衡的實(shí)質(zhì)第七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月例1：如圖所示接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心的場(chǎng)強(qiáng)等于多少？QRrA注意：E0、E 和E合的區(qū)別,E0由外電場(chǎng)決定，E =E0，E合=0oE是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)（即外電場(chǎng)），E是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)（附加場(chǎng)），E合是兩個(gè)電場(chǎng)疊加后的合電場(chǎng)第八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于202

4、2年6月法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):12用兩個(gè)帶有絕緣手柄的金屬小球分別接觸帶有電荷的金屬圓筒的內(nèi)壁和外壁.二、導(dǎo)體上電荷的分布第九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):12和外壁接觸的小球使驗(yàn)電器箔片張開,表明金屬筒外壁有電荷分布.第十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):12和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗(yàn)電器箔片張開,表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布.第十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)：（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，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷第十二張

5、，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一個(gè)孤立的帶電體，可視為導(dǎo)體處在自身所帶電荷的電場(chǎng)中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點(diǎn).對(duì)孤立帶電導(dǎo)體的理解：第十三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月放電方式1、火花放電2、接地放電兩種放電方式:第十四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月尖端放電的原理是什么？導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，會(huì)把空氣分子“撕裂”，使分子中的正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫空氣的電離。尖端放電的原理有何應(yīng)用？中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導(dǎo)體尖端的電荷異號(hào)粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這

6、相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個(gè)現(xiàn)象叫尖端放電。避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施三、尖端放電第十五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月-+ 思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時(shí),空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其 內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響 的現(xiàn)象.不會(huì) 因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零.四、靜電屏蔽第十六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會(huì)怎樣呢? 第十七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會(huì)怎樣呢?該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏蔽作用.類似事例:通訊電纜外包金屬層,電學(xué)儀器外套金屬罩.第十八張，PPT共二

7、十四頁，創(chuàng)作于2022年6月思考:電力工作人員有時(shí)需要帶電作業(yè)，怎樣才能保證他們的生命安全？ 全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等。 第十九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1現(xiàn)象：一個(gè)金屬導(dǎo)體殼(網(wǎng)罩)能把殼外電場(chǎng)遮住，使殼內(nèi)部不受外電場(chǎng)影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽.2原理：靜電屏蔽的原理是靜電感應(yīng)與靜電平衡.3兩種情況(1)金屬殼內(nèi)部不受外部影響如圖甲所示，使帶電的金屬球靠近驗(yàn)電器，由于靜電感應(yīng)，驗(yàn)電器的箔片張開，這表示驗(yàn)電器受到了外電場(chǎng)的影響.對(duì)靜電屏蔽的理解如果事先用金屬網(wǎng)罩把驗(yàn)電器罩住，如圖乙所示，驗(yàn)電器的箔片就不張開，即使把驗(yàn)電器和金屬網(wǎng)罩連接起來，箔片也不張開.這表明金屬

8、網(wǎng)罩能把外電場(chǎng)擋住，使罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響.11111第二十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月如一封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部空間某點(diǎn)有一點(diǎn)電荷q.由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷，其電場(chǎng)線如圖甲所示.當(dāng)把導(dǎo)體殼接地后，q在殼內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)殼外空間就沒有影響了，如圖乙所示.(2)接地的封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)外部沒影響因?yàn)楫?dāng)把球殼接地后，殼外表面感應(yīng)的正電荷在靜電力作用下流入大地(實(shí)際是大地的電子在靜電力作用下通過接地的導(dǎo)線流到殼面上與殼外表面的正電荷中和)，使球殼外表面沒有電荷，殼外空間就沒有電場(chǎng)了.這樣就出現(xiàn)了圖乙所示的情況.第二十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月AB例2：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢(shì)相等D、B帶負(fù)電B的外部電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎？第二十二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、帶電量分別為+Q和-Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為r，在兩點(diǎn)