電場中的導體靜電屏蔽

電場中的導體靜電屏蔽第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月電場中的導體1、靜電感應：將不帶電的導體ABCD放到場強為E的電場中，導體內(nèi)的自由電子受到電場力作用，將向著場強相反方向運動，在導體AB、CD面上將出現(xiàn)負、正電荷。如圖所示，我們把導體仙自由電子在外電場作用下重新分布的現(xiàn)象叫靜電感應現(xiàn)象。(演示1)第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、靜電感應過程分析由于導體AB面和CD面上再現(xiàn)了負、正電荷，使得導體內(nèi)部形成了感應電荷的電場E’（如圖丙中虛線所示）。這個電場方向與外電場E0的方向相反，疊加后使導體內(nèi)電場減弱，直至導體內(nèi)部合場強E＝0，導體內(nèi)的自由電荷不再做定向移動（如圖丁所示）

(演示2)第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3、靜電平衡狀態(tài)：導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)。4、靜電平衡的條件：導體處于靜電平衡時，內(nèi)部場強處處為零。導體表面場強不為零，表面場強與表面垂直。第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月5、靜電平衡導體上的電荷分布：⑴法拉第圓筒實驗：(演示1)(演示2)(演示3)(演示4)(演示5)⑵實驗結論：處于靜電平衡狀態(tài)的帶電導體，電荷分布在導體外表面上。外部的實質(zhì)是導體突起的部分。內(nèi)部的實質(zhì)是導體凹進部分。第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月6、靜電屏蔽：處于靜電平衡導體，內(nèi)部場強處處為零。將實習導體挖空變?yōu)榍驓?，殼?nèi)場強處處為零。這樣導體殼可以保護它包圍的區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽?？涨粚w或金屬網(wǎng)罩(無論接地否)可以把外部電場遮住，其內(nèi)部不受外電場影響，接地的空腔導體或金屬還可以使外部不受內(nèi)部帶電體電場的影響，這種屏蔽叫做內(nèi)外屏蔽。第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月靜電屏蔽的重要應用：⑴電學儀器和電子設備外部均有金屬網(wǎng)罩，通訊電纜外面包一層鉛皮，或有一層金屬網(wǎng)線均可防止外電場的干擾。⑵電力工人高壓帶電作業(yè)時，全身穿戴金屬網(wǎng)制成的衣帽、手套、鞋子可以對人起到電屏蔽作用，使工人安全作業(yè)。(演示1)第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月練習：1、如圖，在真空中把絕緣導體向帶負電的小球緩慢地靠近(不相碰)，則下列選項中正確的是：A、B端的感應電荷越來越多B、導體內(nèi)的場強越來越大C、感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于N點產(chǎn)生的場強。D、感應電荷在M點產(chǎn)生的場強和在N點產(chǎn)生的場強相等。答案：AC第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、如圖，把一個帶正電的小球A，放入帶絕緣支架不帶電的空心球殼B內(nèi)，但不與B內(nèi)壁接觸，達到靜電平衡后，下述說法正確的是：A、球殼B內(nèi)空腔處處場強為零B、球殼B外部空間處處場強為零C、球殼B表面不帶電D、若球殼B接地則其帶負電。答案：D第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)電勢差電勢電勢能第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月一電場力作功的特點1、重力做功的特點、重力做功與重力勢能變化的關系⑴重力做功與所經(jīng)路徑無關，只由初、末位置的相對高度決定。⑵減小增大第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電場力做功的特點已知：E、ｑ，AB＝BC＝ｄ求⑴ｑ由A→B→C

W1＝？⑵ｑ由A→C

W2＝？第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解：

結論：W電只由初、末位置決定與所經(jīng)路徑無關。凡是做功具有上述特點的力稱為保守力。高中學到的保守力：重力、電場力、彈性力、分子力。第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電場力做功與電勢差1、電場力做功：

W=UIt=UqWAB=UABq2、電勢差：第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴定義：電荷Q在電場中由一點移到另一點時，電場所做的功W與電荷Q的比值，叫做這兩點的電勢差也叫電壓。數(shù)值上等于移動單位電量電荷電場力所做的功。單位：⑵理解注意：

·

UAB反映的是電場能性質(zhì)與WAB和移動的電荷Q無關，只由電場中的A、B決定。

·

UAB的大小與零勢點的選擇無關。第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電勢定義：電場中某點對零勢點的電勢差，為該點的電勢，用U表示。數(shù)值上等于將單位電量從電場中該點移至零勢點電場力所做的功。例：電場中A點的電勢為15V，其意義為將1C的電荷從A點移至到零勢點，電場力做功為15J。第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、計算公式：點電荷：

r為所研究點到場源電荷間的距離；Q為場源電荷的電量。勻強電場：

第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3、理解注意：⑴電勢是表示電場能性質(zhì)的物理量，只由電場位置決定。⑵電勢是標量，正、負表示電勢的高低。⑶電勢的高低與零勢點位置有關。電勢差的大小與零勢點位置無關。點電荷電場以無窮遠處為零勢點；大地為零勢點，任何接地處均為零勢點。⑷電勢迭加，求和用代數(shù)法。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月練習答案：

甲：UD>UA=UB=0>UC

乙：UC=UD>U0>UA=UB練習：如圖,甲為等量異種電荷，乙為正的等量同種電荷。AB為兩電荷連線是中垂線，OA=OB=OC=OD。試比較ABCD的電勢。第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電勢正向和高低的判定的方法⑴點電荷形成的電場：正電荷形成的電場中，各點電勢均為正。(含置于其中的導體)；負電荷形成的電場中各點電勢均為負(含置于電場中的導體)。⑵勻強電場中各點電勢正負判定，視零勢面的確定而定。若以負極板A為零勢面，則電場中各點電勢均為正。若以正極板B為零勢面，則電場中各點電勢均為負。若以場中?一面C為零勢面，則此面以上場中各點電勢為正，此面以下場中各點電勢為負。第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶電場中各點電勢高低的判定方法：沿電場強度方向是電勢降低最快的方向。第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電場力做功與電勢能

1、電勢能：

電荷在電場中各點具有的勢能用字母ε表示

公式：ε=U·q

意義：電荷在電場中某點具有電勢能在數(shù)值上等于將電荷移到零勢能點電場力做的功。

2、電勢能正負的判定

利用符號法則來判定：ε=U·q第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電勢能增減的判定第23頁，