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1、 1 7-4 静电感应与静电屏蔽 一、静电感应现象下金属导体的三种情况一、静电感应现象下金属导体的三种情况 1 实心导体：在静电平衡时，导体内部无净电荷，电荷只分布在导体表面 2 有空腔但空腔不带电导体：静电平衡时， 空腔内无电荷时， 电荷分布在外表面上 （内表面无电荷） 3有空腔且空腔带电导体：当空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷，外表面有感 应电荷（电荷守恒） 带电导体尖端附近电场最强 二、二、导体表面电荷分布规律与场强大小导体表面电荷分布规律与场强大小 1、处于静电平衡时，导体表面电场强度的大小与该表面电荷面密度成正比，表述如下（是电荷面密 度） ： = 2、导体表面电荷
2、与场强分布规律是：增大，E 增大；减小，E 减小。 注意： 1、这个电场强度 E 指的是某一点的场强，但是是由整个导体产生的，而不是导体上某一小块的面积 S 产生的 2、E 表示的是导体表面附近的场强 2 得到反比于1 三三、静电屏蔽静电屏蔽 屏蔽导体外电场 1）解释：导体放入电场中，产生静电感应，感应电荷分布在导体表面，导体内和空腔中的 E 处处为 0，故可 用空腔来屏蔽外电场，使腔内的物体不受外电场的影响。 2）引申：空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处 处相等 屏蔽导体腔内电场 球壳接地，球壳外表面不带电，球壳外层内表面带同号电荷，导
3、体实心部分没有电场强度。 接地问题 1、外球接地后的电势为 0.原来分布在外球外表面的电荷由于接地而被中和，因此外表面无电荷分布，外球内 表面仍分布有-QA,所以外球带电量为-QA。由于接地后已处于静电平衡状态，外球与接地线上都没有电荷作 宏观的定向移动，因此剪断接地线重新将外球与地绝缘，不会影响外球的带电量-QA和电势 0。 2、以第二小点的图为例，在外球带电-QA 并与地绝缘的情况下，把内球接地，则 VA=0.同时内球的带电量 变为 qA，因静电感应，外球的电荷-QA 将重新分布，静电平衡时，外球内表面分布有-qA，外球外表面分布 有-QA+qA(电势的叠加原理) 四四、重要例题重要例题
4、1、有一外半径= 和内半径= 的金属球壳，在球壳内放一半径= 的同心金属球，若使 球壳和金属球均带有 = 的正电荷，问两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？ 3 = 40 ( 1 3 1 2 + 2 1) = 2310 2、导体球上有电荷 q，球壳上电量 Q，求： 1).两球的电势和电势差； 2).用导线把球和球壳连接在一起后，求两球的电势和电势差； 3).外壳接地，求两球电势和电势差； 4).外球离地面很远，内球接地，情况如何？ 1、)( 4 1 1230 3 R Qq R q R q V + += 2、 3、 4、 = 3、如下 10 2 4 1 R Qq V + = )( 4 1 230 2332 R q R q VVU= 10 23 4 1 R Qq VV + = 0 2112 =VVU )( 4 1 230 332 R q R q VU= 0 2 =V Q RRRRRR RR UV )(4 1223310 23 322 + = 10 2 4 1 R Qq V + =
