静电平衡状态.ppt

关于静电平衡状态把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。E0ABCD一、静电平衡状态下导体的电场1、静电感应第2页,共24页，星期六，2024年，5月--------2.静电平衡状态---------1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.EEE2、导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场.E0第3页,共24页，星期六，2024年，5月---E----3、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止.-------E=04、静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态.E0E0第4页,共24页，星期六，2024年，5月静电平衡状态发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E和原电场E0在导体内叠加为零，即E′=E0时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。E0＋－－－－＋＋＋E′E0－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋第5页,共24页，星期六，2024年，5月（1）导体内部的场强处处为零——静电平衡条件（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面（3）导体处于静电平衡状态时，其表面任一点场强方向跟该点表面垂直。++++++++--------E3、处于静电平衡状态导体的特点：第6页,共24页，星期六，2024年，5月导体发生了静电感应现象，感应电荷在导体内部产生一个附加电场E′，跟外加电场E0反向，使自由电荷同时又受到F′＝E′q的电场力，随着导体两端的感应电荷不断积累，E′逐渐增大，当E′＝E0时，导体内合场强为零，自由电荷所受合力为零，这时导体中无自由电荷定向移动，即导体达到了静电平衡状态.4、静电平衡的实质第7页,共24页，星期六，2024年，5月例1：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？QRrA注意：E0、E′和E合的区别,E0由外电场决定，E′=E0，E合=0oE是点电荷Q产生的电场（即外电场），E′是感应电荷产生的电场（附加场），E合是两个电场叠加后的合电场第8页,共24页，星期六，2024年，5月法拉第圆筒实验:12用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁.二、导体上电荷的分布第9页,共24页，星期六，2024年，5月法拉第圆筒实验:12和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布.第10页,共24页，星期六，2024年，5月法拉第圆筒实验:12和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布.第11页,共24页，星期六，2024年，5月静电平衡时导体上电荷的分布的特点：（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，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷第12页,共24页，星期六，2024年，5月一个孤立的带电体，可视为导体处在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点.对孤立带电导体的理解：第13页,共24页，星期六，2024年，5月放电方式1、火花放电2、接地放电两种放电方式:第14页,共24页，星期六，2024年，5月尖端放电的原理是什么？导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫空气的电离。尖端放电的原理有何应用？中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施三、尖端放电第15页,共24页，星期六，2024年，5月------+++++++思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其内部区域不受外电场影响的现象.不会因为导体壳内部合场强为零.四、静电屏蔽第16页,共24页，星期六，2024年，5月+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?第17页,共24页，星期六，2024年，5月+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?该现象表明金属网罩