靜電現(xiàn)象上課

1、7 7金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？ 金屬導(dǎo)體中存在自由移動(dòng)的電子。金屬導(dǎo)體中存在自由移動(dòng)的電子。把不帶電的金屬導(dǎo)體把不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到電場(chǎng)強(qiáng)度為放到電場(chǎng)強(qiáng)度為Eo的電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電子將如何運(yùn)動(dòng)？的電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電子將如何運(yùn)動(dòng)？-0E-1 1、導(dǎo)體中自由電荷、導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)生定向移動(dòng). .EEE2 2、 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)體中產(chǎn)感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中產(chǎn)生與原電場(chǎng)反向的感應(yīng)生與原電場(chǎng)反向的感應(yīng)電場(chǎng)電場(chǎng). .0E-E-3 3、感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到、感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)，

2、導(dǎo)體內(nèi)與外電場(chǎng)相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止定向移動(dòng)停止 . .0E-E=04 4、靜電平衡：導(dǎo)體中、靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài), ,就叫靜電平衡狀態(tài)就叫靜電平衡狀態(tài). .靜電平衡靜電平衡 發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)EE和原電場(chǎng)和原電場(chǎng)E E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，自由電子停止定在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。EEEE合=0一、靜電平衡的特點(diǎn)一、靜電平衡的特點(diǎn)1 1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，、

3、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零處處為零。2 2、處于靜電平衡狀態(tài)的、處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面。它的表面是個(gè)等勢(shì)面。地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個(gè)等勢(shì)體。這是靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個(gè)等勢(shì)體。這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。3 3、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂垂直直。練習(xí)練習(xí)當(dāng)當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場(chǎng)強(qiáng)的特征導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場(chǎng)強(qiáng)的特征是：是：( )( ) A

4、. A.外電場(chǎng)外電場(chǎng)E E0 0消失。消失。 B.B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E E為零。為零。 C.C.導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)均為零。導(dǎo)體表面和內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)均為零。C法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論: : 平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，其電荷只分布在外表面。平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，其電荷只分布在外表面。二、導(dǎo)體上的電荷分布：二、導(dǎo)體上的電荷分布：思考：思考：電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？均勻球形導(dǎo)體均勻球形導(dǎo)體結(jié)論結(jié)論: : 在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度越大。凹

5、陷在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度越大。凹陷的位置幾乎沒有電荷。的位置幾乎沒有電荷。應(yīng)用：避雷針應(yīng)用：避雷針三、尖端放電三、尖端放電尖端放電的原理是什么？導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場(chǎng)特導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，會(huì)把空氣分子別強(qiáng)，會(huì)把空氣分子“撕裂撕裂”，使分子中的正負(fù)電，使分子中的正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫荷分離，這種現(xiàn)象叫電離電離尖端放電的原理有何應(yīng)用？中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導(dǎo)體尖端的異種電荷，相互離子，這些帶電的粒子與導(dǎo)體尖端的異種電荷，相互吸引而奔向尖端，與

6、尖端上的電荷中和，這個(gè)現(xiàn)象叫吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這個(gè)現(xiàn)象叫尖端放電尖端放電避雷針避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施四、靜電屏蔽現(xiàn)象四、靜電屏蔽現(xiàn)象-+ 思考思考: :空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開嗎嗎? ?靜電屏蔽靜電屏蔽: :靜電平衡時(shí)靜電平衡時(shí), ,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象. .不會(huì)不會(huì) 因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零. .靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)1 1靜電屏蔽實(shí)質(zhì)：靜電屏蔽實(shí)質(zhì)：利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象, ,使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零外加電場(chǎng)矢量和為零, ,好像是金屬殼將外電場(chǎng)好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋擋”在外面，即在外面，即所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零而已并存，矢量和為零而已2 2兩種情況兩種情況(1)(1)導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖甲所示：導(dǎo)體內(nèi)空腔不受