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1、8.5 8.5 静静电场中的中的导体体静静电平衡形状平衡形状静静电屏蔽屏蔽问题引入引入尖端放尖端放电静静电感感应 问题引入问题引入 如下图,把带电导体移近不带电的导体,会发生什么如下图,把带电导体移近不带电的导体,会发生什么景象呢?景象呢? 一、静电感应一、静电感应把把导体放入体放入电场时,导体中的自在体中的自在电子将遭到子将遭到电场力力的作用而的作用而产生运生运动,电荷重新分布使得本来呈中性的荷重新分布使得本来呈中性的导体体两端出两端出现等量异号等量异号电荷,荷,这种景象叫做静种景象叫做静电感感应。 静静电感感应所所产生的生的电荷叫做感荷叫做感应电荷。荷。 利用静利用静电感感应使使导体体带电
2、的方法,叫做感的方法,叫做感应起起电。 二、静电平衡形状二、静电平衡形状 经静电感应的导体,它的两端带上了等量的正、负电荷,这些电荷产生了一个新的电场,这个电场与外电场方向相反,两者叠加使得导体内部的电场减弱,越来越小,最后总电场为零,自在电子不再运动,我们就说导体处于静电平衡形状。 1 导体内部的体内部的场强处处为零。零。 2 导体外表各点体外表各点场强方向都与方向都与导体外表垂直。体外表垂直。 静静电平衡平衡时导体外表体外表为等等势面,整个面,整个导体体为一个等一个等势体,体,电荷只分布在荷只分布在导体的外外表上。体的外外表上。 3、导体处于静电平衡形状的条件、导体处于静电平衡形状的条件电
3、荷在导体外表上的分布与外表曲率有关。平滑的地方电荷分布的少,电场弱;突出的地方电荷密集,电场强。假设导体有尖端,那么在尖端处电荷密度特别大。周围电场很强,可以导致空气电离,这时气体分子分别成正负离子,它们受电场力的作用在电场中快速挪动,构成尖端放电景象。 三、尖端放电三、尖端放电避避 雷雷 针针静静电电平平衡衡时时导导体体内内部部的的场场强强为为零零这这一一景景象象在在技技术术上上可可用用来来实实现现静静电电屏屏蔽蔽。为为使使仪仪器器或或物物体体不不受受外外电电场场的的影影响响,只只需需把把它它放放入入金金属属空空腔腔即即可可。用用一一个个接接地地的的空空腔腔导导体,可以隔离内外电场的影响,这
4、种方法叫静电屏蔽。体,可以隔离内外电场的影响,这种方法叫静电屏蔽。 四、静电屏蔽四、静电屏蔽 自自古古以以来来,雷雷电灾灾祸不不断断存存在在,据据有有关关研研讨统计,在在地地球球上上任任一一时辰辰平平均均有有2000多多个个雷雷暴暴在在进展展着着,平平均均每每秒秒有有100次次闪电。每每个个闪电强度度可可高高达达10亿伏伏,足足见其其能能量量之之大,大,产生的危害可想而知。生的危害可想而知。雷雷 电电青青岛市黄市黄岛遭雷遭雷击失火失火 1750年年,富富兰克克林林提提出出用用避避雷雷针来来防防雷雷。 富富兰克克林林发明明避避雷雷针以以后后,建建筑筑物物等等设备得得到到了了一一定定的的维护。但但雷雷电灾灾祸也也频频发生生。因因此此,我我们要要做做好好各各项防防雷雷平平安安任任务,对各各项防雷防雷设备要定期要定期检测和日常的和日常的维护。