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1、第七第七节节静静电现电现象的象的应应用剖析用剖析（2）金属）金属导体的微体的微观结构如何？构如何？（3）将金属将金属导体放入体放入电场中中自由自由电子怎子怎样移移动？思考：思考：点点击图片片(1) (1) (1) (1) 电场电场的重要性的重要性的重要性的重要性质质是什么？是什么？是什么？是什么？静静电感感应现象象放入放入电场中的中的导体，其内部的自由体，其内部的自由电子在子在电场力的作力的作用下向用下向电场的反方向作定向移的反方向作定向移动，致使，致使导体的两端分体的两端分别出出现等量的正、等量的正、负电荷。荷。这种种现象叫静象叫静电感感应现象。象。 思思考考a a电子的聚集会出子的聚集会出
2、现怎怎样的的结果？果？b b电子是否会永子是否会永远这样定向运定向运动下去下去？c c最最终会出会出现怎怎样的的现象？象？发生静生静电感感应时,导体内的自由体内的自由电子子不再不再发生定向移生定向移动的状的状态，导体达到了体达到了静静电平衡状平衡状态。思考：静思考：静电平衡的条件是什么？平衡的条件是什么？处于静于静电平衡的平衡的导体有两种体有两种处于于电场中的原来不中的原来不带电的的导体体孤立的孤立的带电导体体2. 静静电平衡状平衡状态下下导体的特点体的特点A、场强的特点的特点 处于静于静电平衡状平衡状态下的下的导体，内部的体，内部的场强处处 为零。零。 导体体外外表表面面处场强方方向向必必跟
3、跟该点点的的表表面面垂垂直直。B、电势的特点的特点处于静于静电平衡状平衡状态的整个的整个导体是个等体是个等势体，它体，它 的表面是个等的表面是个等势面。面。-+-+-+E0E合=0例例1：如：如图，长为L的的导体棒原来不体棒原来不带电，现将一将一带电量量为q的点的点电荷放在距棒左端荷放在距棒左端为R的某点的某点.当达当达到静到静电平衡平衡时，棒上感，棒上感应电荷在棒内中点荷在棒内中点处产生的生的场强的大小的大小为多大多大?3. 导体上的体上的电荷的分布荷的分布法法拉拉第第圆筒筒实验1、由、由实验现象能得到什么象能得到什么结论？为什么？什么？ 结论: :带电导体内部没有体内部没有净电荷荷, ,其
4、其净电荷只分布在外荷只分布在外表面表面. .2、带电导体的体的电荷是否均匀分布在荷是否均匀分布在导体的外表面？体的外表面？ 越尖越尖锐的地方的地方电荷越多，荷越多，电荷密度越大荷密度越大, ,外部外部场强也越也越强； 凹陷的地方几乎没有凹陷的地方几乎没有电荷荷. . 均匀球形均匀球形导体体静静电平衡平衡时, ,导体上体上电荷分布特点事例荷分布特点事例图: :导体尖端的体尖端的电荷密度很大，附近的荷密度很大，附近的电场特特别强，它会，它会导致一个重要的后果，就是尖端致一个重要的后果，就是尖端放放电。三三. 尖端放尖端放电尖端放尖端放电的的应用：避雷用：避雷针是利用尖端放是利用尖端放电避免雷避免雷
5、击的的一种一种设施施尖端放尖端放电的防止：的防止：电能能损失，高失，高压设备中中导体的表面体的表面应该尽量光滑尽量光滑具有空腔的金属具有空腔的金属导体在静体在静电平衡状平衡状态下，不下，不仅导体内部体内部场强为零，而且腔内零，而且腔内场强也也为零，因零，因而置于腔内的物体不受外界而置于腔内的物体不受外界电场的影响，的影响，这种种作用叫静作用叫静电屏蔽屏蔽知知识扩展：展：1、空腔、空腔导体在外体在外电场中中处于静于静电平衡，其内部平衡，其内部场强总等于零，因此外等于零，因此外电场不可能不可能对其内部空其内部空间发生任何生任何影响；影响；2、空腔、空腔导体不接地的屏蔽体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔外
6、屏蔽，空腔导体接地体接地的屏蔽的屏蔽为全屏蔽若空腔全屏蔽若空腔导体体导体内有体内有带电体，在静体，在静电平衡平衡时，它的内表面将，它的内表面将产生异号的感生生异号的感生电荷，如果外壳不接地荷，如果外壳不接地则外表面会外表面会产生与内部生与内部带电体同号的感生体同号的感生电荷，此荷，此时感感应电荷的荷的电场将将对外界外界产生影响，生影响，这时空腔空腔导体只能体只能对外外电场屏蔽，却不能屏蔽内部屏蔽，却不能屏蔽内部带电体体对外界的影响，所以叫外外界的影响，所以叫外屏蔽；如果外壳接地，外表面屏蔽；如果外壳接地，外表面产生的感生的感应电荷通荷通过接地接地线流入大地，外界流入大地，外界对壳内无法影响，内
7、部壳内无法影响，内部带电体体对外界的影外界的影响也随之而消除，所以响也随之而消除，所以这种屏蔽种屏蔽较全屏蔽全屏蔽定定义延伸：延伸：为了避免外界了避免外界电场对仪器器设备的影响，或者的影响，或者为了避免了避免电气气设备的的电场对外界的影响，用一个空腔外界的影响，用一个空腔导体把体把外外电场遮住，使其内部不受影响，也不使遮住，使其内部不受影响，也不使电气气设备对外界外界产生影响，生影响，这就叫做静就叫做静电屏蔽屏蔽3、静、静电屏蔽的屏蔽的应用：用： 电子子仪器器设备外面外面的金属罩，通的金属罩，通讯电缆外面包的外面包的铅皮等等都皮等等都是用来防止外界是用来防止外界电场干干扰的屏蔽措施。的屏蔽措施
8、。 总之：在静之：在静电平衡状平衡状态下，无下，无论是空心是空心导体体还是是实心心导体；不体；不论导体本身体本身带电多少，多少，导体必定体必定为等等势体，体，其内部其内部场强为零，零，这是静是静电屏蔽的理屏蔽的理论基基础；封；封闭导体壳无体壳无论接地与否，内部接地与否，内部电场不受壳外不受壳外电荷与荷与电场的的影响，接地封影响，接地封闭导体壳外体壳外电场不受壳内不受壳内电荷的影响，荷的影响，这种种现象也叫静象也叫静电屏蔽屏蔽尖端放电演示实验应用：避雷针四.静电屏蔽静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用轻松练习1当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（）A外电场E0消失B感应电荷产生的电场E为零C导体内部
9、的合场强E为零D导体表面和内部的合场强均为零C2将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A，如1-93所示，以下说法正确的是：（）A导体B上各点的场强大小相等B导体A内部的场强一定为零C导体B的左端电势比右端电势高D导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零解析：A错导体B上内部各点的场强大小为零，但是外部场强大小不相等B对导体A内部的场强一定为零。因为电荷分布在外表C错导体B的左端电势和右端电势一样高，是等势体D对导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零，因为它和A的电场合场强叠加为零。3.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（）A.球壳B的空腔中场强处处为零。B.球壳B不带电。C.球壳B的内，外表面电势相等。D.球壳B的电势为零。解析：A错，空腔内部电场不为零。B错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。C对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体，其上电势处处相等。D对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势处处相等，是个等势体。所以电势都为零。小结1.什么是静电平衡状态2.静电平衡状态下导体的特点3.静电平衡时,导体上电荷分布特点4.静电屏蔽现象及应用
