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1、1.4 电场中的导体师大附中 余莉莉 LOGOLOGO1、金属导体的结构特点金属导体内有大量的带负电的自由电子。一般情况下,自由电子在做无规则的热运动。LOGO导体中的静电感应在静电场中,导体中自由电子在电场在静电场中,导体中自由电子在电场力的作用下作宏观定向运动,使电荷力的作用下作宏观定向运动,使电荷产生重新分布的现象产生重新分布的现象LOGO -E置于电场中的导体,自由电荷受电场力作用,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。将发生定向移动。静电平衡状态下导体的电场静电平衡状态下导体的电场LOGO -E在导体两端,积聚等量异种电荷,即静电感应在导体两端,积聚等量异种电荷,即
2、静电感应现象。现象。LOGO -E感应电荷在导体内部产生电场感应电荷在导体内部产生电场E,与原电场叠,与原电场叠加。只要内部合场强不为零,自由电子就会继加。只要内部合场强不为零,自由电子就会继续做定向移动。续做定向移动。ELOGO -E当内部合场强为零时,即当内部合场强为零时,即E=E时,电荷不再发时,电荷不再发生定向移动。生定向移动。E=ELOGO EE内内=0静电平衡:导体中无电荷定向移动的状态静电平衡:导体中无电荷定向移动的状态,就就叫静电平衡状态叫静电平衡状态LOGO静电感应与静电平衡LOGO静电平衡的特点导体内部的场强处处为零。(即外电场与感应电荷电场叠加后,合场强为零)处于静电平衡
3、状态的导体,净电荷只分布在导体的外表面(法拉第圆筒)。处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。静电平衡的定义物理学中讲导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡LOGO静电屏蔽中空的导体,达到静电平衡时,内部没有电场,即外壳对内部起到“保护”作用,使内部不受外部电场的影响。空腔内表面不带任何电荷空腔内部及导体内部电场处处为LOGO令人惊叹的法拉弟笼LOGO静电屏蔽静电屏蔽静电屏蔽静电屏蔽金属网罩能将外电场遮住,使其内部不受外金属网罩能将外电场遮住,使其内部不受外电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。静电屏蔽是静电平衡下的导体其内部场强为零静电屏蔽是静电
4、平衡下的导体其内部场强为零的理论的应用。的理论的应用。导体空腔导体空腔(不论是否接地不论是否接地),),其内部不受其内部不受腔外电荷的影响腔外电荷的影响.接地的导体空腔接地的导体空腔(或金属网罩或金属网罩),),其外部其外部不受腔内电荷的影响不受腔内电荷的影响LOGO接地的作用LOGO 两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里,然后用数百万伏特的电流对其进行电击。鉴于表演的危险性,两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。LOGO静电屏蔽的应用LOGO静电屏蔽的应用LOGO长为长为L L的导体棒原来不带电,现将一电荷量为的导体棒原
5、来不带电,现将一电荷量为+q+q的点电的点电荷放在与棒的左端距离为荷放在与棒的左端距离为R R的地方,如图所示。达到静的地方,如图所示。达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点O O处产生的场强处产生的场强有多大?方向如何?有多大?方向如何?RLO O+q答:答:达到静电平衡后导体内部处处场强为零达到静电平衡后导体内部处处场强为零则则 E感感E源源k(R+L/2)2E感方向与感方向与E源方向相反,即指向点电源方向相反,即指向点电荷荷+LOGO导体尖端的电导体尖端的电荷密度很大,荷密度很大,附近的电场特附近的电场特别强,它会导别强,它会导致一个重要的致一个重要的后果,就是尖后果,就是尖端放电。端放电。静电现象及其应用静电现象及其应用尖端放电现象尖端放电现象LOGO尖端放电尖端放电导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端周围电场强尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动空气电离空气电离正负电荷奔向异种电荷正负电荷奔向异种电荷尖端失去电荷尖端失去电荷尖端放电尖端放电应用应用:避雷针避雷针LOGO避雷针LOGO作业作业交:书P24/3 学案P19/11、12(12选交)不交:书P23/4 P24/1、2、4、5、6 学案P1314/16中秋作业:单元评估A、B感谢您的关注
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