高二物理競賽課件：靜電場中的導(dǎo)體

1、靜電場中的導(dǎo)體導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 1)導(dǎo)體(Conductor) 導(dǎo)電能力極強的物體(存在大量可自由移動的電荷) 2)絕緣體（電介質(zhì), Dielectric） 導(dǎo)電能力極弱或不能導(dǎo)電的物體 3)半導(dǎo)體(Semiconductor) 導(dǎo)電能力介于上述兩者之間的物體 物質(zhì)按導(dǎo)電性能分類2/19導(dǎo)體靜電平衡條件： 導(dǎo)體內(nèi)任一點的電場強度都等于零 導(dǎo)體的內(nèi)部和表面都沒有電荷作任何宏觀定向運動的狀態(tài).導(dǎo)體的靜電平衡狀態(tài)：靜電感應(yīng) 導(dǎo)體的靜電平衡靜電平衡3/19推論 (靜電平衡狀態(tài))證：在導(dǎo)體上任取兩點 A , B電勢差導(dǎo)體靜電平衡條件：2、 導(dǎo)體表面任一點 場強方向垂直于表面1、導(dǎo)體為等勢體，導(dǎo)體表面

2、為等勢面4/19 導(dǎo)體上電荷的分布1、當(dāng)帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時, 導(dǎo)體內(nèi)部處處沒有凈電荷存在, 凈電荷只能分布于導(dǎo)體的表面上證明：在導(dǎo)體內(nèi)任取體積元:由高斯定理:凈電荷只能分布于導(dǎo)體的表面！dV5/192、導(dǎo)體表面附近的場強方向與表面垂直， 大小與該處電荷的面密度成正比導(dǎo)體導(dǎo)體表面6/193、孤立的帶電導(dǎo)體，外表面各處的 電荷面密度與該處曲率有關(guān)。1）導(dǎo)體表面凸出而尖銳的地方（曲率較大） 電荷面密度較大2）導(dǎo)體表面平坦的地方（曲率較?。?電荷面密度較小3）導(dǎo)體表面凹進(jìn)去的地方（曲率為負(fù)） 電荷面密度更小7/19球形電力設(shè)備 尖端放電孤立帶電導(dǎo)體ABC避雷針8/19(違反環(huán)路定理) 在靜電平

3、衡狀態(tài)下,導(dǎo)體空腔內(nèi)各點的場強等于零,空腔的內(nèi)表面上處處沒有凈電荷分布。 空腔導(dǎo)體 (帶電荷Q)1、腔內(nèi)無電荷，導(dǎo)體的凈電荷只能分布在外表面?？?腔 +-9/192、腔內(nèi)有電荷q 由高斯定理：q- q 空腔導(dǎo)體 (帶電荷Q)導(dǎo)體的內(nèi)表面有電荷 -q10/19AAB 導(dǎo)體靜電平衡的應(yīng)用 靜電屏蔽在靜電平衡狀態(tài)1、空腔導(dǎo)體, 外面的帶電體不會影響空腔內(nèi)部的電場分布;2、一個接地的空腔導(dǎo)體,空腔內(nèi)的帶電體對空腔外的物體不產(chǎn)生影響.CB，11/19 為了使帶電體不影響周圍空間，可用導(dǎo)體殼將它罩起來電器 為除去導(dǎo)體殼外表面上因感應(yīng)而出現(xiàn)的同號電荷，可將導(dǎo)體“接地”，使這部分電荷放給大地。使空腔內(nèi)外的電場互不影響. 為了使儀器不受外電場的影響，可將它用導(dǎo)體殼罩起來。儀器靜電屏蔽的應(yīng)用12/19靜電的應(yīng)用與危害 1、 靜電的應(yīng)用 靜電技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛，靜電噴漆、靜電植絨、靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電制版等都是靜電的應(yīng)用。2、 靜電的危害 在化纖工業(yè)中，靜電吸引灰塵使紡織品失色，嚴(yán)重的還會引起爆炸起火，危及廠房及人身安全；靜電可使藥品生產(chǎn)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)純度，使精密儀器的組件性能變差，火花放電還能使照相膠卷感光產(chǎn)生斑點，人在地毯上行走，與地毯摩擦可產(chǎn)生高壓，當(dāng)用手拉金屬門手時會遭電擊等。13/19例: 大平面金屬板面積為S，帶電量為 q , 近旁平行放置第二塊不