靜電平衡課件

靜電感應(yīng)

------E置于電場(chǎng)中的導(dǎo)體，自由電荷受電場(chǎng)力作用，將發(fā)生定向移動(dòng)。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)第1頁/共25頁靜電感應(yīng)

-----E在導(dǎo)體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應(yīng)現(xiàn)象。第2頁/共25頁

-----E靜電感應(yīng)感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)E’，與原電場(chǎng)疊加，削弱原電場(chǎng)E。只要內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)不為零，自由電子就會(huì)繼續(xù)做定向移動(dòng)。E’第3頁/共25頁

-----E當(dāng)內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí)，即E’=E時(shí)，電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)，這種現(xiàn)象是靜電平衡現(xiàn)象，導(dǎo)體此時(shí)處于靜電平衡狀態(tài)。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。E’=E第4頁/共25頁導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)

EE內(nèi)=0第5頁/共25頁一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)1、靜電平衡現(xiàn)象：向上述導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的現(xiàn)象叫靜電平衡現(xiàn)象。2、靜電平衡狀態(tài)：金屬導(dǎo)體在完成電荷重新分布后，電荷就不再在導(dǎo)體內(nèi)和表面移動(dòng)，我們稱這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。3、導(dǎo)體靜電平衡的條件：E內(nèi)=0E內(nèi)＝E0－E′＝0第6頁/共25頁靜電平衡的特點(diǎn)1、導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面。導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度越大。2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面。（地球是個(gè)等勢(shì)體）3、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。第7頁/共25頁二、導(dǎo)體上電荷的分布研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷現(xiàn)象:甲:A的箔片張角逐漸增大乙:A的箔片始終沒有張開結(jié)論:導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集,凹陷的位置幾乎沒有電荷第8頁/共25頁課堂小練如圖所示在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢的靠近時(shí)，下列說法正確的是（）A、B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)越來越大C、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)D、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)相等MBANPAC第9頁/共25頁課堂小練長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)有多大？方向如何？RLO+q答：達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部處處場(chǎng)強(qiáng)為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點(diǎn)電荷+q.q第10頁/共25頁

導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端放電。三、靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用1、尖端放電現(xiàn)象應(yīng)用：避雷針第11頁/共25頁閃電防護(hù)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則．一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中，所以人長得高還是一件非常痛苦的事情．二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害．所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間便形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害．第12頁/共25頁第三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂．第四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊．總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì)．閃電防護(hù)

第13頁/共25頁2、靜電屏蔽現(xiàn)象第14頁/共25頁

1．靜電屏蔽

（1）空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)空腔導(dǎo)體能把外電場(chǎng)擋住，空腔內(nèi)沒有電場(chǎng)，空腔內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響。

（2）靜電屏蔽導(dǎo)體殼（金屬網(wǎng)罩）能保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽第15頁/共25頁靜電屏蔽的應(yīng)用電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。第16頁/共25頁靜電屏蔽的應(yīng)用超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。第17頁/共25頁本節(jié)主要學(xué)了以下幾個(gè)問題：

1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)學(xué)習(xí)了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。學(xué)習(xí)了靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)

2．導(dǎo)體上電荷的分布（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，電荷的密度越大。

3．尖端放電了解了尖端放電現(xiàn)象及其應(yīng)用。

4．靜電屏蔽了解了靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。小結(jié)第18頁/共25頁1．關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是()

A．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)一定相等

B．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，其外表面附近的電場(chǎng)方向一定與導(dǎo)體的表面垂直

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達(dá)到靜電平衡時(shí)，電荷分布在導(dǎo)體的外表面ABD第19頁/共25頁2．在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B，下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開的是()A．用取電棒(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗(yàn)電器A靠近BBCD第20頁/共25頁3．一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷。圖中的哪一個(gè)能正確表示其電場(chǎng)分布的情況()B第21頁/共25頁4．在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為＋Q的點(diǎn)電荷，用E表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則()A．當(dāng)＋Q在球殼中央時(shí)，E＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零C．只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時(shí)，E＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零D第22頁/共25頁5．有一絕緣空心金屬球A，帶有4×10－6C的正電荷，一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B，帶有2×10－6C的負(fù)電荷，若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖所示，則B球上電量為＿＿＿＿C，A球上電荷量為＿＿＿＿C，分布在＿＿＿＿。02X10-6外表面第23頁/共25頁6．如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量