靜電平衡課件

靜電感應

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

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

-----E靜電感應感應電荷在導體內部產生電場E’，與原電場疊加，削弱原電場E。只要內部合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。E’第3頁/共25頁

-----E當內部合場強為零時，即E’=E時，電荷不再發(fā)生定向移動，這種現(xiàn)象是靜電平衡現(xiàn)象，導體此時處于靜電平衡狀態(tài)。導體處于靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零。E’=E第4頁/共25頁導體處于靜電平衡狀態(tài)

EE內=0第5頁/共25頁一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場1、靜電平衡現(xiàn)象：向上述導體內部的自由電子不再發(fā)生定向移動的現(xiàn)象叫靜電平衡現(xiàn)象。2、靜電平衡狀態(tài)：金屬導體在完成電荷重新分布后，電荷就不再在導體內和表面移動，我們稱這時的導體處于靜電平衡狀態(tài)。3、導體靜電平衡的條件：E內=0E內＝E0－E′＝0第6頁/共25頁靜電平衡的特點1、導體內部沒有凈電荷，凈電荷只能分布在導體的外表面。導體表面，越尖銳的位置，電荷密度越大。2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面。（地球是個等勢體）3、導體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。第7頁/共25頁二、導體上電荷的分布研究靜電平衡時導體內部的電荷現(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論:導體內部沒有凈電荷,凈電荷分布在導體的外表面導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體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近時，下列說法正確的是（）A、B端的感應電荷越來越多B、導體內部場強越來越大C、導體的感應電荷在M點產生的場強大于在N點產生的的場強D、導體的感應電荷在M、N兩點產生的的場強相等MBANPAC第9頁/共25頁課堂小練長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內中點O處產生的場強有多大？方向如何？RLO+q答：達到靜電平衡后導體內部處處場強為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q第10頁/共25頁

導體尖端的電荷密度很大，附近的電場特別強，它會導致一個重要的后果，就是尖端放電。三、靜電現(xiàn)象及其應用1、尖端放電現(xiàn)象應用：避雷針第11頁/共25頁閃電防護雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應當遵從四條原則．一是人體應盡量降低自己，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附近，兩點間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠的兩點，則兩腳間便形成較大的電位差，有強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．第四是不要進水中，因水體導電好，易遭雷擊．總之，應當到較低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機會．閃電防護

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）空腔導體的特點空腔導體能把外電場擋住，空腔內沒有電場，空腔內不受外電場的影響。

（2）靜電屏蔽導體殼（金屬網罩）能保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電平衡的應用：靜電屏蔽第15頁/共25頁靜電屏蔽的應用電子儀器外套金屬網罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。第16頁/共25頁靜電屏蔽的應用超高壓帶電作業(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)主要學了以下幾個問題：

1．靜電平衡狀態(tài)下導體的電場學習了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平衡的條件是導體內部的場強處處為零。學習了靜電平衡導體的特點

2．導體上電荷的分布（1）導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面。（2）在導體表面，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)象及其應用。

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

A．當導體達到靜電平衡時，導體上任意兩點間的電勢一定相等

B．當導體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面ABD第19頁/共25頁2．在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B，下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A．用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內壁接觸一下后再跟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．用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD第20頁/共25頁3．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況()B第21頁/共25頁4．在一個導體球殼內放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外任一點的場強，則()A．當＋Q在球殼中央時，E＝0B．不論＋Q在球殼內何處，E一定為零C．只有當＋Q在球心且球殼接地時，E＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內何處，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，一個有絕緣柄的金屬小球B，帶有2×10－6C的負電荷，若把B球跟A球的內壁相接觸，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，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量