高二物理競賽有導(dǎo)體的靜電場課件

有導(dǎo)體的靜電場1有導(dǎo)體時的靜電場一、靜電平衡二、靜電屏蔽三、靜電平衡下導(dǎo)體問題的計算2一、導(dǎo)體的靜電平衡將實物按電特性劃分：導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體非導(dǎo)體帶電體②電荷體密度導(dǎo)體帶電體②電荷體密度，電荷只能分布在表面（靜電平衡狀態(tài)時）①所帶電荷在帶電體上不能自由移動①所帶電荷在帶電體上可以自由移動3靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)場強處處為0導(dǎo)體表面任何一點的場強都垂直表面。結(jié)論：1.僅靜電力時導(dǎo)體的靜電平衡條件靜電平衡：導(dǎo)體上的電荷和整個空間的電場都達到了穩(wěn)定分布的狀態(tài)。靜電平衡條件：僅靜電力時+++---4靜電平衡時，導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面。2.導(dǎo)體上的電勢分布ab結(jié)論：在導(dǎo)體內(nèi)部選取任意兩點a、b，求ab:5例1.半徑為R的金屬球與地相連接，在與球心相距d=2R處有一點電荷q(>0)，問球上的感應(yīng)電荷q'=?q'=q？6解：利用金屬球是等勢體球體上處處電位:球心處：Uo=0U=07結(jié)論：靜電平衡的導(dǎo)體的內(nèi)部處處凈電荷為零，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面上。3.導(dǎo)體上的電荷分布(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷E內(nèi)=0s8(2)電荷在導(dǎo)體表面上的分布電荷分布與導(dǎo)體表面形狀和周圍存在的帶電體有關(guān)。對孤立導(dǎo)體，電荷分布的面密度與其表面曲率成正比，曲率大（尖凸）處大，曲率?。馔梗┨幮?。94.導(dǎo)體表面附近的電場分布(1)導(dǎo)體表面附近的場強

E的方向----導(dǎo)體外附近場強方向與導(dǎo)體表面垂直。E的大小---取閉合圓柱面為高斯面思考是小柱體內(nèi)電荷的貢獻還是導(dǎo)體表面全部電荷的貢獻？10(2)尖端放電尖端放電的應(yīng)用：避雷針（圓錐形）---利用尖端放電防止雷擊對建筑物破壞。高電壓設(shè)備（光滑園）---防止因尖端放電而引起的對設(shè)備破壞。尖端放電---空氣電離成為導(dǎo)體。11空氣中的直流高壓放電圖片：12云層和大地間的閃電閃電的圖片：13俘獲閃電：Z形通道被迫沖向云層激光束引起空氣電離，使閃電改道14二、靜電屏蔽（導(dǎo)體空腔）１.腔內(nèi)無帶電體當(dāng)空腔內(nèi)沒有帶電體時，在靜電平衡狀態(tài)下：腔內(nèi)處處無電荷，電荷只能分布在外表面上;空腔內(nèi)無電場，腔內(nèi)是等勢體。結(jié)論：外部帶電體對空腔的外表面的電荷分布有影響，對腔內(nèi)無影響。證明：(2)若等量異號內(nèi)有電場與等勢體矛盾，空腔內(nèi)表面無電荷。空腔內(nèi)必E=015２.腔內(nèi)有帶電體

導(dǎo)體殼內(nèi)表面上帶有與腔內(nèi)帶電體等值異號的電荷;外表面帶有與腔內(nèi)帶電體等值同號的電荷；導(dǎo)體殼內(nèi)表面上電荷分布只由腔內(nèi)帶電體及腔內(nèi)表面形狀決定，與腔外情況無關(guān)。結(jié)論：空腔內(nèi)的帶電體通過感應(yīng)在外表面的電荷對腔外有間接影響。若把空腔接地，外表面的電荷分布為零，則對腔外無影響。16３．靜電屏蔽性質(zhì)：１）導(dǎo)體殼屏蔽外電場。２）導(dǎo)體殼接地屏蔽內(nèi)電場。定義：導(dǎo)體空腔屏蔽外部電荷影響的作用。應(yīng)用：1）屏蔽罩（設(shè)備不受干擾）2）屏蔽線（