2009届高三第一轮复习——静电感应和静电屏蔽·课件.ppt

静电感应 和静电屏蔽 1.条件：将导体靠近带电体（把导体放入电场中） 一、静电感应现象 2.本质：电子在电场力的作用下定向移动,造成导体内的自由电子在导体内重新分布,产生感应电荷. 3.规律：导体的近端出现与带电体异种电荷,在远端出现等量的同种电荷 4.应用：在判断由于静电感应而产生的感应电荷问题时，首先要确定产生电场的带电体的电性，其次确定感应导体的远端和近端(离带电体最远的一端和最近的一端)，最后根据“近端感应出与带电体电性相反的电荷，远端感应出与带电体电性相同的电荷”确定各端感应电荷的电性． 例1．如图所示，A、B是两个绝缘金属导体，把一个带正电的绝缘金属球P移近A，由于静电感应，a端电荷量大小为qa，b端电荷量大小为qb，则：（ ） A.导体A、B上，qa＞qb B.导体A、B上，qa＝qb C.先撤走P，再将A、B分开后，A带负电，B带正电 D.先将A、B分开，再撤走P后，A带负电，B带正电 ＋ P A B a b B D 程序法判别感应电荷． 例2.如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个小孔，若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球壳外表面带______电，内表面带______电；若用手接触一下球壳后球壳内表面带______电，外表面______； 正 负 正 不带电 静电感应现象的本质是电子在电场力的作用下定向移动,造成导体内的自由电子在导体内重新分布,产生感应电荷. 静电感应现象的规律是在导体的近端出现与带电体异种电荷,在远端出现等量的同种电荷.要分清近端与远端,首先分清研究对象是哪一部分导体,研究对象相对于带电体而言最近的一端是近端,最远的一端是远端. 1.静电平衡状态 导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态，叫做静电平衡状态． 二、静电平衡状态的特点 2.静电平衡状态的特点 ⑴导体内部的场强处处为零 导体内部的场强处处为零,是指在导体内部的任意一点外加电场和感应电场的场强都是大小相等,方向相反,合场强为零. 内部:金属导体内部是指金属材料所占的空间(除表面外); 拓展:对于空腔导体,如果空腔内没有带电体的话, 空腔内合场强处处为零.空腔也可以认为导体“内部”. ⑶净电荷只能分布在外表面上 ⑵导体表面任一点的场强与该处表面垂直 施感电荷和感应电荷产生的电场在导体表面处的合场强与表面处处垂直.对于球面上某点的场强方向沿该处半径方向. 净电荷是指导体内正、负电荷中和后所剩下的多余电荷.这里说的净电荷可以是静电感应所产生的感应电荷,也可以是一个孤立的带电体所带的电荷;这里的表面为外表面,但是内外是相对的. _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + ⑷导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。 例1.长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在棒左端，距棒为R，如图所示，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强大小和方向如何？ R L · O 解析：静电感应产生的感应电荷电量是面分布，且电量值未知，所以不能直接由真空中点电荷的场强公式来求得它们在球心O处的场强。因此采取变换研究对象的方法，将感应电荷换成施感电荷，问题就迎刃而解了。 方向沿点电荷和棒内中点连线向左 注意题目的三种问法：是问施感电荷产生的场强还是感应电荷产生的场强还是合场强。 · · · O A B 例2. A、B两点间相距0.30m，在A点放一个带电量为 的正电荷，在B点放一个带电量为 的负电荷.在两个点电荷连线上方放一个半径为0.15m的金属球，球心O到A点和B点的距离都是0.30m，则金属球上感应电荷在球心处产生的场强大小为_______________。请你在图上画出场强方向示意图。 1.0×103N/C 解析：导体内部的场强处处为零,是指在导体内部的任意一点外加电场和感应电场的场强都是大小相等,方向相反,合场强为零. 变换研究对象，等效替换。类似于根据牛 顿第三定律转化研究对象进行受力分析 例3. 在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态。若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，在圆盘A内a、b、c三点标出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)。 A ＋Q · · a b c · · · 首先认真审题.题目求的是在金属盘内部感应电荷产生的附加电场的电场线.我们是借助孤立点电荷+Q在金属盘内部形成电场的电场线来画的.注意区分实线和虚线． 解析：导体内部的场强处处为零,是指在导体内部的任意一点外加电场和感应电场的场强都是大小相等,方向相反,合场强为零.即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，处处疏密程度相同, 电场线