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(dǎo)體電場中的導(dǎo)體:-1,導(dǎo)體中自由電荷在導(dǎo)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(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷荷, 感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場中產(chǎn)生反方向的附加場.0E0E-E-電場中的導(dǎo)體電場中的導(dǎo)體:3,感應(yīng)電荷的電場增到與感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合外電場相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場強(qiáng)為零。自由電荷的定場強(qiáng)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(dǎo)體靜電平衡：導(dǎo)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(qiáng)調(diào)特別強(qiáng)調(diào)1靜電平衡：靜電平衡：導(dǎo)體中（含表面）導(dǎo)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(xué)以學(xué)以致用致用 學(xué)以致用學(xué)以致用1:1: 關(guān)于靜電平衡狀態(tài)，正確的表述是關(guān)于靜電平衡狀態(tài)，正確的表述是: : A. A.只有靜電感應(yīng)的導(dǎo)體只有靜電感應(yīng)的導(dǎo)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(dǎo)體是否帶有電荷不論導(dǎo)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(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)內(nèi)部場強(qiáng)為導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)內(nèi)部場強(qiáng)為0 0。CD提示提示學(xué)以致用學(xué)以致用2: 當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場強(qiáng)的特征是：強(qiáng)的特征是：( ) A. A.外電場外電場E E0 0消失。消失。 B.B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E E為零。為零。 C.C.導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)E E內(nèi)內(nèi) = = E E0 0 + E+ E=0=0。 D.D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強(qiáng)均為零。導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強(qiáng)均為零。C思考思考：導(dǎo)體處于靜電平衡狀導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其表面場強(qiáng)能否如圖所態(tài)時(shí)，其表面場強(qiáng)能否如圖所示示？+-E+-E結(jié)論

4、結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其表面任一點(diǎn)場方向跟態(tài)時(shí)，其表面任一點(diǎn)場方向跟該點(diǎn)表面垂直。該點(diǎn)表面垂直。法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):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(nèi)壁和外壁的金屬圓筒的內(nèi)壁和外壁.和外壁接觸的小球使驗(yàn)電和外壁接觸的小球使驗(yàn)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(nèi)壁接觸的小球不能使和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗(yàn)電器箔片張開驗(yàn)電器箔片張開,表明金屬表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布筒內(nèi)壁沒有電荷分布.結(jié)論結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體所帶的凈電荷只分態(tài)時(shí)，導(dǎo)

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

6、心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會張開嗎? 靜電屏蔽靜電屏蔽靜電平衡時(shí)靜電平衡時(shí),空心導(dǎo)體殼空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象外電場影響的現(xiàn)象.+思考思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住, 會怎樣呢會怎樣呢? 思考思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,+會怎樣呢會怎樣呢?該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)罩也能起該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)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(xué)儀器外套金屬電學(xué)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(qiáng)大的電流只存在籠外表強(qiáng)大的電流

7、只存在籠外表面，籠內(nèi)表面并無電流。面，籠內(nèi)表面并無電流。 思考思考:電力工作人員有時(shí)需要帶電作業(yè)，怎電力工作人員有時(shí)需要帶電作業(yè)，怎 樣才能保證他們的生命安全？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。全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等。 在孤立點(diǎn)電荷在孤立點(diǎn)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(nèi)盤內(nèi)M點(diǎn)與點(diǎn)與O點(diǎn)場強(qiáng)關(guān)系？點(diǎn)場強(qiáng)關(guān)系？ 2.盤上感應(yīng)電荷在盤上感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處場強(qiáng)大小和方點(diǎn)處場強(qiáng)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(yīng)用

8、，鎖定重難點(diǎn)綜合應(yīng)用，鎖定重難點(diǎn)：22）（點(diǎn)感LRkqEE鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 如圖所示，長為如圖所示，長為L的導(dǎo)體棒原的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為q的點(diǎn)電荷放在的點(diǎn)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(dá)到靜電平的地方，達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)有多大？方向如何？生的場強(qiáng)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(nèi)小結(jié)課內(nèi)小結(jié):一一,靜電平衡靜電平衡 概念概念:導(dǎo)體中導(dǎo)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(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 b 導(dǎo)體表面場強(qiáng)方向垂直表面導(dǎo)體表面場強(qiáng)方向垂直表面 c 凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上 d處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面二，靜電屏蔽二，靜電屏蔽概念：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)部區(qū)域不受外電概念：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象場影響的現(xiàn)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(yàn)電器相距較遠(yuǎn)地放置?，F(xiàn)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(yàn)電器的小球接觸，驗(yàn)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(nèi)壁接觸、再與驗(yàn)電器