內(nèi)蒙古卓資縣旗下營(yíng)中學(xué)高二物理上冊(cè) 靜電屏蔽教學(xué)課件 匯總靜電屏蔽.ppt

第十三章電場(chǎng) 13 4靜電屏蔽 卓資縣旗下營(yíng)中學(xué)2008年10月20日 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因 理解什么是靜電平衡狀態(tài) 2 理解靜電平衡時(shí) 導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零 電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上 3 了解靜電屏蔽及其應(yīng)用 1 電場(chǎng)的重要性質(zhì)是什么 答 對(duì)放入其中的電荷有力的作用 2 導(dǎo)體的重要特征 或說(shuō)導(dǎo)體導(dǎo)電的原因 是什么 答 導(dǎo)體內(nèi)部有大量自由電荷 3 把不帶電金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中 會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象 答 靜電感應(yīng) 下一頁(yè) 教學(xué)過(guò)程 復(fù)習(xí)提問(wèn) 一 靜電平衡 演示實(shí)驗(yàn) 1 靜電平衡狀態(tài) 導(dǎo)體中 包括表面 沒(méi)有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài) 叫做靜電平衡狀態(tài) 新課教學(xué) 1 由于自由電子的定向移動(dòng)后 導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)有什么變化 2 電子的定向移動(dòng)能否持續(xù)不斷地進(jìn)行下去 1 如圖所示 a帶正電 若導(dǎo)體c端接地 問(wèn)b c端各帶什么電荷 2 若此時(shí)斷開c與地的連線 b c端帶什么電荷 整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷 3 若b端接地 整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷 例1 負(fù)電荷 負(fù)電荷 b端帶負(fù)電荷 c端無(wú)凈電荷 b端負(fù)電荷 c端無(wú)電荷 例2 如圖 將電量為 q的點(diǎn)電荷放在長(zhǎng)為l的枕形導(dǎo)體左端且和左端距離為r o為導(dǎo)體的中點(diǎn) 當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí) bcd 2 靜電平衡特點(diǎn) 1 導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí) 內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 2 靜電平衡狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)體 電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上 導(dǎo)體的內(nèi)部不可能存在有電荷 這個(gè)特點(diǎn)可以用法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證 法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) 3 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直 可用反證法證明 若不垂直 沿表面有切向分量 電荷將發(fā)生定向移動(dòng) 證明 4 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體其表面的電荷分布規(guī)律為尖端附近電荷分布較多 凹進(jìn)部分電荷分布較少 演示實(shí)驗(yàn) 5 處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體 導(dǎo)體表面是等勢(shì) 沿導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力與表面切向垂直 電場(chǎng)力做功為零 所以電勢(shì)差為零 表面是等勢(shì)面 內(nèi)部處處e 0 任兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力為零 任兩點(diǎn)等勢(shì) 所以是等勢(shì)體 下一頁(yè) 證明 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體 表面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直 證 圖示 假如表面的場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面不垂直 則沿表面有場(chǎng)強(qiáng)的切向分量ef 則在導(dǎo)體表面的自由電荷將受到電場(chǎng)力作用而發(fā)生定向移動(dòng) 這與靜電平衡矛盾 所以 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體 表面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直 返回 二 靜電屏蔽 演示實(shí)驗(yàn) 1 靜電屏蔽 導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩 無(wú)論接地與否 可以把外部電場(chǎng)遮住 使其內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響 這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽 2 解釋 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體 內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 將導(dǎo)體挖空 變成一個(gè)導(dǎo)體殼 殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)仍處處為零 金屬網(wǎng)罩可以起到導(dǎo)體殼的作用 所以能使導(dǎo)體殼內(nèi)或金屬網(wǎng)罩內(nèi)的區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響 解釋現(xiàn)象 帶電鳥籠中的鳥為什么安然無(wú)恙 因?yàn)榻饘倬W(wǎng)罩屏蔽了外部的電場(chǎng) 網(wǎng)罩內(nèi)部沒(méi)有電場(chǎng) 也不帶電 所以鳥能安然無(wú)恙 特別注意 利用靜電屏蔽裝置屏蔽外部的電場(chǎng)時(shí) 金屬外殼接地與不接地都可以起到效果 但是 利用靜電屏蔽裝置屏蔽內(nèi)部的電場(chǎng)時(shí) 金屬外殼必須接地 否則起不到屏蔽的效果 演示實(shí)驗(yàn)2 3 靜電屏蔽的應(yīng)用 1 電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面的金屬罩 通訊電纜外面包的一層鉛皮 可以防止外電場(chǎng)的干擾 2 電力工人高壓帶電作業(yè) 全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣 帽 手套 鞋 可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用 使人安全作業(yè) 課堂練習(xí)題 一個(gè)不帶電的空心金屬球 在它的球心處放一個(gè)正電荷 其電場(chǎng)的分布是下圖中的 思考 上題中 若將金屬球的外殼接地 則其電場(chǎng)的分布是 b d 1 靜電平衡狀態(tài) 導(dǎo)體中 包括表面 沒(méi)有電荷定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài) 基本特征 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體 內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 電荷只分布在導(dǎo)體的外表面 注意 這里的 場(chǎng)強(qiáng) 指的是合場(chǎng)強(qiáng) 2 靜電屏蔽 導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩可以把外部電場(chǎng)遮住 使其內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響 接地的導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩可以把內(nèi)部的電場(chǎng)遮住 使外部不受內(nèi)電場(chǎng)的影響 課堂小節(jié) 作業(yè) 導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡 下列說(shuō)法中正確的是 a 導(dǎo)體處處場(chǎng)強(qiáng)為