静电平衡课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,静电感应,-,-,-,-,-,-,E,置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。,一、静电平衡状态下导体的电场,第1页/共25页,静电感应 -E置于电场中的,1,静电感应,-,-,-,-,-,E,在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。,第2页/共25页,静电感应 -E在导体两端，积,2,-,-,-,-,-,E,静电感应,感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场叠加，削弱原电场E。只要内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。,E,第3页/共25页,-E静电感应感应电荷在导体,3,-,-,-,-,-,E,当内部合场强为零时，即E=E时，电荷不再发生定向移动，这种现象是静电平衡现象，导体此时处于静电平衡状态。,导体处于静电平衡状态,处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。,E=E,第4页/共25页,-E当内部合场强为零时，即,4,导体处于静电平衡状态,E,E,内,=0,第5页/共25页,导体处于静电平衡状态 EE内=0第5,5,一、静电平衡状态下导体的电场,1、静电平衡现象：,向上述导体内部的自由电子不再发生定向移动的现象叫静电平衡现象。,2,、静电平衡状态：金属导体在完成电荷重新分布后，电荷就不再在导体内和表面移动，我们称这时的导体处于静电平衡状态。,3,、导体静电平衡的条件：,E,内,=0,E,内,E,0,E,0,第6页/共25页,一、静电平衡状态下导体的电场1、静电平衡现象：向上述导体内部,6,静电平衡的特点,1,、导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体的外表面。,导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越大。,2,、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。,（地球是个等势体）,3,、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。,第7页/共25页,静电平衡的特点1、导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体的,7,二、导体上电荷的分布,研究静电平衡时导体内部的电荷,现象,:,甲,:A,的箔片张角逐渐增大,乙,:A,的箔片始终没有张开,结论,:,导体内部没有净电荷,净电荷分布在导体的外表面,导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷,第8页/共25页,二、导体上电荷的分布研究静电平衡时导体内部的电荷现象:甲:A,8,课堂小练,如图所示在真空中把一绝缘导体,AB,向带负电的小球,P,缓慢的靠近时，下列说法正确的是（）,A,、,B,端的感应电荷越来越多,B,、导体内部场强越来越大,C,、导体的感应电荷在,M,点产生的场强大于在,N,点产生的的场强,D,、导体的感应电荷在,M,、,N,两点产生的的场强相等,M,B,A,N,P,AC,第9页/共25页,课堂小练如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢,9,课堂小练,长为,L,的导体棒原来不带电，现将一电荷量为,+q,的点电荷放在与棒的左端距离为,R,的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点,O,处产生的场强有多大？方向如何？,R,L,O,+q,答：,达到静电平衡后导体内部处处场强为零,则,E,感,E,源,k,(,R,+,L,/2),2,E,感方向与,E,源方向相反，即指向点电荷,+,q,.,q,第10页/共25页,课堂小练长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷,10,导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。,三、静电现象及其应用,1,、尖端放电现象,应用：避雷针,第11页/共25页,导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个,11,闪电防护,雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则,一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情,二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害,第12页/共25页,闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则第,12,第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶,第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击,总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会,闪电防护,第13页/共25页,第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持,13,2,、静电屏蔽现象,第14页/共25页,2、静电屏蔽现象第14页/共25页,14,1,静电屏蔽,（,1,）空腔导体的特点,空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。,（,2,）静电屏蔽,导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。,静电平衡的应用：静电屏蔽,第15页/共25页,1静电屏蔽 （1）空腔导体的特点 （2）静,15,静电屏蔽的应用,电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。,第16页/共25页,静电屏蔽的应用电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。,16,静电屏蔽的应用,超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。,第17页/共25页,静电屏蔽的应用超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属,17,本节主要学了以下几个问题：,1,静电平衡状态下导体的电场,学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点,2,导体上电荷的分布,（,1,）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。,（,2,）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。,3,尖端放电,了解了尖端放电现象及其应用。,4,静电屏蔽,了解了静电屏蔽现象及其应用。,小结,第18页/共25页,本节主要学了以下几个问题：小结第18页/共25页,18,1,关于静电平衡，下列说法中正确的是,(),A,当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等,B,当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直,C,绝缘体也有静电平衡状态,D,达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面,ABD,第19页/共25页,1关于静电平衡，下列说法中正确的是 ()ABD第,19,2,在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器,A,和一个带正电荷的空腔导体,B,，下列实验方法中能使验电器箔片张开的是,(),A,用取电棒,(,带绝缘柄的导体棒,),先跟,B,的内壁接触一下后再跟,A,接触,B,用取电棒先跟,B,的外壁接触一下后再跟,A,接触,C,用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与,B,的内壁接触,D,使验电器,A,靠近,B,BCD,第20页/共25页,2在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空,20,3,一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况,(),B,第21页/共25页,3一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的,21,4,在一个导体球壳内放一个电量为,Q,的点电荷，用,E,表示球壳外任一点的场强，则,(),A,当,Q,在球壳中央时，,E,0,B,不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,C,只有当,Q,在球心且球壳接地时，,E,0,D,只要球壳接地，不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,D,第22页/共25页,4在一个导体球壳内放一个电量为Q的点电荷，用E表示球壳外,22,5,有一绝缘空心金属球,A,，带有,410,6C,的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球,B,，带有,210,6C,的负电荷，若把,B,球跟,A,球的内壁相接触，如图所示，则,B,球上电量为,C,，,A,球上电荷量为,C,，分布在。,0,2X10,-6,外表面,第23页/共25页,5有一绝缘空心金属球A，带有4106C的正电荷，一个有,23,6如图所示，在真空中有两个点电荷,A,和,B,，电荷量分别为,Q,和2,Q,，它们相距,L,。如果在两点电荷连线的中点,O,有一个半径为,r,(2,r,L,)的空心金属球，且球心位于,O,点，则球壳上的感应电荷在,O,点处的场强大小 方向,12KQ/L,2,A,B,第24页/共25页,6如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和,24,感谢您的欣赏,第25页/共25页,感谢您的欣赏第25页/共25页,25,