電場中的導(dǎo)體靜電屏蔽

電場中的導(dǎo)體靜電屏蔽第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日電場中的導(dǎo)體1、靜電感應(yīng)：將不帶電的導(dǎo)體ABCD放到場強(qiáng)為E的電場中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到電場力作用，將向著場強(qiáng)相反方向運(yùn)動，在導(dǎo)體AB、CD面上將出現(xiàn)負(fù)、正電荷。如圖所示，我們把導(dǎo)體仙自由電子在外電場作用下重新分布的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象。(演示1)第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日2、靜電感應(yīng)過程分析由于導(dǎo)體AB面和CD面上再現(xiàn)了負(fù)、正電荷，使得導(dǎo)體內(nèi)部形成了感應(yīng)電荷的電場E’（如圖丙中虛線所示）。這個電場方向與外電場E0的方向相反，疊加后使導(dǎo)體內(nèi)電場減弱，直至導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)E＝0，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再做定向移動（如圖丁所示）

(演示2)第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)。4、靜電平衡的條件：導(dǎo)體處于靜電平衡時，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。導(dǎo)體表面場強(qiáng)不為零，表面場強(qiáng)與表面垂直。第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日5、靜電平衡導(dǎo)體上的電荷分布：⑴法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)：(演示1)(演示2)(演示3)(演示4)(演示5)⑵實(shí)驗(yàn)結(jié)論：處于靜電平衡狀態(tài)的帶電導(dǎo)體，電荷分布在導(dǎo)體外表面上。外部的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體突起的部分。內(nèi)部的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體凹進(jìn)部分。第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日6、靜電屏蔽：處于靜電平衡導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。將實(shí)習(xí)導(dǎo)體挖空變?yōu)榍驓ぃ瑲?nèi)場強(qiáng)處處為零。這樣導(dǎo)體殼可以保護(hù)它包圍的區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩(無論接地否)可以把外部電場遮住，其內(nèi)部不受外電場影響，接地的空腔導(dǎo)體或金屬還可以使外部不受內(nèi)部帶電體電場的影響，這種屏蔽叫做內(nèi)外屏蔽。第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日靜電屏蔽的重要應(yīng)用：⑴電學(xué)儀器和電子設(shè)備外部均有金屬網(wǎng)罩，通訊電纜外面包一層鉛皮，或有一層金屬網(wǎng)線均可防止外電場的干擾。⑵電力工人高壓帶電作業(yè)時，全身穿戴金屬網(wǎng)制成的衣帽、手套、鞋子可以對人起到電屏蔽作用，使工人安全作業(yè)。(演示1)第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日練習(xí)：1、如圖，在真空中把絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球緩慢地靠近(不相碰)，則下列選項(xiàng)中正確的是：A、B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)的場強(qiáng)越來越大C、感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大于N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)。D、感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)和在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)相等。答案：AC第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日2、如圖，把一個帶正電的小球A，放入帶絕緣支架不帶電的空心球殼B內(nèi)，但不與B內(nèi)壁接觸，達(dá)到靜電平衡后，下述說法正確的是：A、球殼B內(nèi)空腔處處場強(qiáng)為零B、球殼B外部空間處處場強(qiáng)為零C、球殼B表面不帶電D、若球殼B接地則其帶負(fù)電。答案：D第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日第四節(jié)電勢差電勢電勢能第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日一電場力作功的特點(diǎn)1、重力做功的特點(diǎn)、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系⑴重力做功與所經(jīng)路徑無關(guān)，只由初、末位置的相對高度決定。⑵減小增大第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日2、電場力做功的特點(diǎn)已知：E、ｑ，AB＝BC＝ｄ求⑴ｑ由A→B→C

W1＝？⑵ｑ由A→C

W2＝？第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日解：

結(jié)論：W電只由初、末位置決定與所經(jīng)路徑無關(guān)。凡是做功具有上述特點(diǎn)的力稱為保守力。高中學(xué)到的保守力：重力、電場力、彈性力、分子力。第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日二、電場力做功與電勢差1、電場力做功：

W=UIt=UqWAB=UABq2、電勢差：第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日⑴定義：電荷Q在電場中由一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時，電場所做的功W與電荷Q的比值，叫做這兩點(diǎn)的電勢差也叫電壓。數(shù)值上等于移動單位電量電荷電場力所做的功。單位：⑵理解注意：

·

UAB反映的是電場能性質(zhì)與WAB和移動的電荷Q無關(guān)，只由電場中的A、B決定。

·

UAB的大小與零勢點(diǎn)的選擇無關(guān)。第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日三、電勢定義：電場中某點(diǎn)對零勢點(diǎn)的電勢差，為該點(diǎn)的電勢，用U表示。數(shù)值上等于將單位電量從電場中該點(diǎn)移至零勢點(diǎn)電場力所做的功。例：電場中A點(diǎn)的電勢為15V，其意義為將1C的電荷從A點(diǎn)移至到零勢點(diǎn)，電場力做功為15J。第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日2、計算公式：點(diǎn)電荷：

r為所研究點(diǎn)到場源電荷間的距離；Q為場源電荷的電量。勻強(qiáng)電場：

第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、理解注意：⑴電勢是表示電場能性質(zhì)的物理量，只由電場位置決定。⑵電勢是標(biāo)量，正、負(fù)表示電勢的高低。⑶電勢的高低與零勢點(diǎn)位置有關(guān)。電勢差的大小與零勢點(diǎn)位置無關(guān)。點(diǎn)電荷電場以無窮遠(yuǎn)處為零勢點(diǎn)；大地為零勢點(diǎn)，任何接地處均為零勢點(diǎn)。⑷電勢迭加，求和用代數(shù)法。第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日練習(xí)答案：

甲：UD>UA=UB=0>UC

乙：UC=UD>U0>UA=UB練習(xí)：如圖,甲為等量異種電荷，乙為正的等量同種電荷。AB為兩電荷連線是中垂線，OA=OB=OC=OD。試比較ABCD的電勢。第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日4、電勢正向和高低的判定的方法⑴點(diǎn)電荷形成的電場：正電荷形成的電場中，各點(diǎn)電勢均為正。(含置于其中的導(dǎo)體)；負(fù)電荷形成的電場中各點(diǎn)電勢均為負(fù)(含置于電場中的導(dǎo)體)。⑵勻強(qiáng)電場中各點(diǎn)電勢正負(fù)判定，視零勢面的確定而定。若以負(fù)極板A為零勢面，則電場中各點(diǎn)電勢均為正。若以正極板B為零勢面，則電場中各點(diǎn)電勢均為負(fù)。若以場中?一面C為零勢面，則此面以上場中各點(diǎn)電勢為正，此面以下場中各點(diǎn)電勢為負(fù)。第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日⑶電場中各點(diǎn)電勢高低的判定方法：沿電場強(qiáng)度方向是電勢降低最快的方向。第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日四、電場力做功與電勢能

1、電勢能：

電荷在電場中各點(diǎn)具有的勢能用字母ε表示

公式：ε=U·q

意義：電荷在電場中某點(diǎn)具有電勢能在數(shù)值上等于將電荷移到零勢能點(diǎn)電場力做的功。

2、電勢能正負(fù)的判定

利用符號法則來判定：ε=U·q第二十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、電勢能增減的判定第二十三頁，共