1.7静电现象的应用.ppt

*第七节静电现象的应用一、静电平衡：（1）定义：金属导体在外电场和内部感应电荷场强的共同作用下，导体内部的自由电子最终达到的没有宏观定向移动的状态，成为静电平衡状态。（2）过程：（3）条件：导体内部任意一点的场强为零。（4）例题：例题1：求感应电荷场强的大小、方向大小：E感=E方向：水平向左例题2：求感应电荷场强的大小、方向大小：E感=E＝KQ/r2方向：水平向左rQ例题3：求感应电荷场强的大小、方向rrQQ大小：E感=E1+E2＝2KQ/r2方向：水平向左二、静电平衡的导体电荷分布规律：（1）电荷分布在哪里？（法拉第圆筒实验：）净电荷只分布在导体的外表面，导体内部无电荷（2）电荷是怎样分分布的？（思考：针状带电导体电荷分布在哪里？）电荷的面密度与导体的形状有关，曲率半径越小，电荷分布越多。小结：静电平衡的导体具有四个特征：（1）场强：导体内部场强处处为零（反证法）（2）电势：导体是等势体，表面是等势面（反证法）（3）关系：导体外表面的场强（电场线）与表面垂直。（反证法）（4）电荷分布：①净电荷只分布在导体的外表面，导体内部无电荷法（拉第圆筒实验）；②电荷的面密度与导体的形状有关，曲率半径越小，电荷分布越多（见P19图1.4－5乙一头大一头小的导体周围的等势面和电场线）。理解与应用：静电平衡的导体具有四个特征：（1）场强：导体内部场强处处为零（反证法）假设静电平衡的导体，若E不为零，电子受到的电场力不为零，电子就做定向移动，出现宏观电流，就没有达到静电平衡，矛盾。故场强必为零。（2）电势：导体是等势体，表面是等势面（反证法）假设静电平衡的导体，若φ不相等，两点间电势差就不为零，电场力对电子做功，电子就做定向移动，出现宏观电流，就没有达到静电平衡，矛盾。故电势必相等。理解与应用：静电平衡的导体具有四个特征：（3）关系：导体外表面的场强（电场线）与表面垂直。（反证法）假设静电平衡的导体，若E不与表面垂直，正交分解，法向分量使电荷分布在表面，切向分量使电荷沿切向运动，矛盾。故：没有切向分量，只有法向分量。必垂直。（4）电荷分布：②电荷的面密度与导体的形状有关，曲率半径越小，电荷分布越多。例题：近表面同一等势面上有两点A、B，场强比为10：1，求：①电荷加速度比？②将同一电荷分别移到无穷远处动能比？AB10：11：1三、静电屏蔽（一）半屏蔽静电屏蔽：可使某一区域免受电场的影响。应用：对精密的电学仪器，超高压带电操作的工人起到保护作用。例题1：将验电器放到有外电场的金属网笼中。金属箔片的角度张开吗？不张开。理由：E合=0。不带电。例题2：将电荷放到开口很小的金属容器中，容器外部有无电场？外部有电场。金属球壳、网可屏蔽外电场，不能屏蔽内电场，为半屏蔽。***