電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電屏蔽

電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電屏蔽第一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一電場(chǎng)中的導(dǎo)體1、靜電感應(yīng)：將不帶電的導(dǎo)體ABCD放到場(chǎng)強(qiáng)為E的電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到電場(chǎng)力作用，將向著場(chǎng)強(qiáng)相反方向運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)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(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、靜電感應(yīng)過(guò)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(chǎng)E’（如圖丙中虛線所示）。這個(gè)電場(chǎng)方向與外電場(chǎng)E0的方向相反，疊加后使導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)減弱，直至導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)E＝0，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再做定向移動(dòng)（如圖丁所示）

(演示2)第三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)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(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。導(dǎo)體表面場(chǎng)強(qiáng)不為零，表面場(chǎng)強(qiáng)與表面垂直。第四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、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(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一6、靜電屏蔽：處于靜電平衡導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。將實(shí)習(xí)導(dǎo)體挖空變?yōu)榍驓?，殼?nèi)場(chǎng)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(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽?？涨粚?dǎo)體或金屬網(wǎng)罩(無(wú)論接地否)可以把外部電場(chǎng)遮住，其內(nèi)部不受外電場(chǎng)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(chǎng)的影響，這種屏蔽叫做內(nèi)外屏蔽。第六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一靜電屏蔽的重要應(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(chǎng)的干擾。⑵電力工人高壓帶電作業(yè)時(shí)，全身穿戴金屬網(wǎng)制成的衣帽、手套、鞋子可以對(duì)人起到電屏蔽作用，使工人安全作業(yè)。(演示1)第七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一練習(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(lái)越多B、導(dǎo)體內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大C、感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。D、感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)和在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相等。答案：AC第八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、如圖，把一個(gè)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(shuō)法正確的是：A、球殼B內(nèi)空腔處處場(chǎng)強(qiáng)為零B、球殼B外部空間處處場(chǎng)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(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四節(jié)電勢(shì)差電勢(shì)電勢(shì)能第十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一一電場(chǎng)力作功的特點(diǎn)1、重力做功的特點(diǎn)、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系⑴重力做功與所經(jīng)路徑無(wú)關(guān)，只由初、末位置的相對(duì)高度決定。⑵減小增大第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、電場(chǎng)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(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一解：

結(jié)論：W電只由初、末位置決定與所經(jīng)路徑無(wú)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(chǎng)力、彈性力、分子力。第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差1、電場(chǎng)力做功：

W=UIt=UqWAB=UABq2、電勢(shì)差：第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一⑴定義：電荷Q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)所做的功W與電荷Q的比值，叫做這兩點(diǎn)的電勢(shì)差也叫電壓。數(shù)值上等于移動(dòng)單位電量電荷電場(chǎng)力所做的功。單位：⑵理解注意：

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UAB反映的是電場(chǎng)能性質(zhì)與WAB和移動(dòng)的電荷Q無(wú)關(guān)，只由電場(chǎng)中的A、B決定。

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UAB的大小與零勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、電勢(shì)定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)對(duì)零勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差，為該點(diǎn)的電勢(shì)，用U表示。數(shù)值上等于將單位電量從電場(chǎng)中該點(diǎn)移至零勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。例：電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為15V，其意義為將1C的電荷從A點(diǎn)移至到零勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為15J。第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、計(jì)算公式：點(diǎn)電荷：

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

第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、理解注意：⑴電勢(shì)是表示電場(chǎng)能性質(zhì)的物理量，只由電場(chǎng)位置決定。⑵電勢(shì)是標(biāo)量，正、負(fù)表示電勢(shì)的高低。⑶電勢(shì)的高低與零勢(shì)點(diǎn)位置有關(guān)。電勢(shì)差的大小與零勢(shì)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。點(diǎn)電荷電場(chǎng)以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)點(diǎn)；大地為零勢(shì)點(diǎn)，任何接地處均為零勢(shì)點(diǎn)。⑷電勢(shì)迭加，求和用代數(shù)法。第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一練習(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(shì)。第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、電勢(shì)正向和高低的判定的方法⑴點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)：正電荷形成的電場(chǎng)中，各點(diǎn)電勢(shì)均為正。(含置于其中的導(dǎo)體)；負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)(含置于電場(chǎng)中的導(dǎo)體)。⑵勻強(qiáng)電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)正負(fù)判定，視零勢(shì)面的確定而定。若以負(fù)極板A為零勢(shì)面，則電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為正。若以正極板B為零勢(shì)面，則電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)。若以場(chǎng)中?一面C為零勢(shì)面，則此面以上場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)為正，此面以下場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)。第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一⑶電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)高低的判定方法：沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向是電勢(shì)降低最快的方向。第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一四、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能

1、電勢(shì)能：

電荷在電場(chǎng)中各點(diǎn)具有的勢(shì)能用字母ε表示

公式：ε=U·q

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

2、電勢(shì)能正負(fù)的判定

利用符號(hào)法則來(lái)判定：ε=U·q第二十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、電勢(shì)能增減的判定第二十三頁(yè)，共二