靜電感應(yīng)與靜電屏蔽

1、.7-4 靜電感應(yīng)與靜電屏蔽一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象下金屬導(dǎo)體的三種情況1實(shí)心導(dǎo)體：在靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部無凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體表面2有空腔但空腔不帶電導(dǎo)體：靜電平衡時，空腔內(nèi)無電荷時，電荷分布在外表面上（內(nèi)表面無電荷）3有空腔且空腔帶電導(dǎo)體：當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時,內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號的電荷，外表面有感應(yīng)電荷（電荷守恒）帶電導(dǎo)體尖端附近電場最強(qiáng)二、導(dǎo)體表面電荷分布規(guī)律與場強(qiáng)大小1、處于靜電平衡時，導(dǎo)體表面電場強(qiáng)度的大小與該表面電荷面密度成正比，表述如下（是電荷面密度）： 2、導(dǎo)體表面電荷與場強(qiáng)分布規(guī)律是：增大，E增大；減小，E減小。注意： 1、這個電場強(qiáng)度E指的是某一點(diǎn)的場強(qiáng)，但是是由整個導(dǎo)體

2、產(chǎn)生的，而不是導(dǎo)體上某一小塊的面積S 產(chǎn)生的 2、E表示的是導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)得到反比于三、靜電屏蔽屏蔽導(dǎo)體外電場1）解釋：導(dǎo)體放入電場中，產(chǎn)生靜電感應(yīng)，感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)和空腔中的E處處為0，故可用空腔來屏蔽外電場，使腔內(nèi)的物體不受外電場的影響。2）引申：空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場, 使空腔內(nèi)物體不受外電場影響.這時,整個空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢也必處處相等屏蔽導(dǎo)體腔內(nèi)電場球殼接地，球殼外表面不帶電，球殼外層內(nèi)表面帶同號電荷，導(dǎo)體實(shí)心部分沒有電場強(qiáng)度。接地問題1、外球接地后的電勢為0.原來分布在外球外表面的電荷由于接地而被中和，因此外表面無電荷分布，外球內(nèi)表面仍分布有-QA,所以外球帶電

3、量為-QA。由于接地后已處于靜電平衡狀態(tài)，外球與接地線上都沒有電荷作宏觀的定向移動，因此剪斷接地線重新將外球與地絕緣，不會影響外球的帶電量-QA和電勢0。2、以第二小點(diǎn)的圖為例，在外球帶電-QA并與地絕緣的情況下，把內(nèi)球接地，則VA=0.同時內(nèi)球的帶電量變?yōu)閝A，因靜電感應(yīng)，外球的電荷-QA將重新分布，靜電平衡時，外球內(nèi)表面分布有-qA，外球外表面分布有-QA+qA(電勢的疊加原理)四、重要例題1、有一外半徑和內(nèi)半徑的金屬球殼，在球殼內(nèi)放一半徑的同心金屬球，若使球殼和金屬球均帶有的正電荷，問兩球體上的電荷如何分布？球心的電勢為多少？ 2、導(dǎo)體球上有電荷q，球殼上電量Q，求：1).兩球的電勢和電勢差；2).用導(dǎo)線把球和球殼連接在一起后，求兩球的電勢和電勢差；3).外殼接地，求