重慶市高中物理 《靜電屏蔽》課件 新教版選修31

現(xiàn)象現(xiàn)象問題問題1：為什么帶高壓電的籠內(nèi)的人安然無恙：為什么帶高壓電的籠內(nèi)的人安然無恙 問題問題2：若在電場(chǎng)中放入導(dǎo)體，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？：若在電場(chǎng)中放入導(dǎo)體，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬內(nèi)有自由金屬內(nèi)有自由移動(dòng)的電子移動(dòng)的電子自由電子自由電子 每個(gè)正離子每個(gè)正離子都在自己的平都在自己的平衡位置附近振衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。動(dòng)而不移動(dòng)。靜電感應(yīng) 演示1、靜電平衡、靜電平衡概念：導(dǎo)體中沒有電荷的移動(dòng)的狀態(tài)。概念：導(dǎo)體中沒有電荷的移動(dòng)的狀態(tài)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，沒有電場(chǎng)線（疊加后的）導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，沒有電場(chǎng)線（疊加后的）.（2）凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，電荷在導(dǎo)體表面的分）凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的，尖端附近的電荷分布較密，附近的電場(chǎng)布是不均勻的，尖端附近的電荷分布較密，附近的電場(chǎng)也較強(qiáng)。也較強(qiáng)。（3）對(duì)孤立的帶電導(dǎo)體，凈電荷分布在外表面，導(dǎo)體所）對(duì)孤立的帶電導(dǎo)體，凈電荷分布在外表面，導(dǎo)體所帶電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量和為零。帶電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量和為零。（4）導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該處的表面垂直。）導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該處的表面垂直。 如圖所示，長(zhǎng)為如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電量為的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電量為Q的的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，達(dá)到靜電平衡后，棒上的地方，達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向如何？處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向如何？QORL課堂例題一課堂例題一解：根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式：2rkqE21)2(LRkQE得：方向：水平向右21)2(LRkQEE感方向：水平向左如果是求距離棒的左端或者右端如果是求距離棒的左端或者右端 處感應(yīng)電荷處感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度呢？產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度呢？4L1E感EQORL2、靜電屏蔽、靜電屏蔽（1）概念：由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金）概念：由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場(chǎng)內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零，遮擋住了外界電場(chǎng)屬殼內(nèi)的場(chǎng)內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零，遮擋住了外界電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽對(duì)內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽（2）兩種情況）兩種情況 導(dǎo)體外部的電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體內(nèi)部導(dǎo)體外部的電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體內(nèi)部; 接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體外部接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體外部靜電屏蔽在實(shí)際中的應(yīng)用靜電屏蔽在實(shí)際中的應(yīng)用電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套金屬電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套金屬罩罩通訊電纜外面包一層鉛皮通訊電纜外面包一層鉛皮防電服防電服電子設(shè)備、電子儀器通通 訊訊 光光 纜纜防 電 服課堂例題二課堂例題二 如圖所示，在一個(gè)原來不帶電的金屬球殼的如圖所示，在一個(gè)原來不帶電的金屬球殼的球心處放一帶電的帶電體，球心處放一帶電的帶電體，A、B分別是球殼內(nèi)外分別是球殼內(nèi)外的兩點(diǎn)，的兩點(diǎn)，C是金屬內(nèi)部一點(diǎn)，其電場(chǎng)情況是（是金屬內(nèi)部一點(diǎn)，其電場(chǎng)情況是（ ）0, 0, 0CBAEEEA：0, 0, 0CBAEEEB：0, 0, 0CBAEEEC：0, 0, 0CBAEEED：BACB如果將球殼外部用一導(dǎo)線與大地相連呢？如果將球殼外部用一導(dǎo)線與大地相連呢？AACBACB1、如圖，空心導(dǎo)體一方有一靠近的帶有正電的帶、如圖，空心導(dǎo)體一方有一靠近的帶有正電的帶電體，當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷電體，當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷 以速度以速度 V水平水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí)，電荷將做（飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí)，電荷將做（ ）A、向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動(dòng)、向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動(dòng)B、向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動(dòng)、向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動(dòng)C、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)D、變速直線運(yùn)動(dòng)、變速直線運(yùn)動(dòng)+Q+qVC2、一帶正電的絕緣金屬球殼、一帶正電的絕緣金屬球殼A頂部開孔，有兩只帶頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球正電的金屬球B、C用金屬電線連接，讓用金屬電線連接，讓B球置于球球置于球殼殼A的空腔中，與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示的空腔中，與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示位置，位置，C球放在球放在A球殼外離球殼外離A球較遠(yuǎn)的位置。球較遠(yuǎn)的位置。待靜電平衡后，下列說法正確的是（待靜電平衡后，下列說法正確的是（ ）A. B、C球都帶電球都帶電B .B球不帶電，球不帶電，C球帶電球帶電C .讓讓C 球接地后，球接地后，B球帶負(fù)電球帶負(fù)電D.C球接地后，球接地后，A球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零。球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零。BCABC課堂小結(jié)課堂小結(jié)1 1靜電平衡狀態(tài)：靜電平衡狀態(tài)： 導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。狀態(tài)。 基本特征：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，基本特征：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面外表面與電場(chǎng)線（場(chǎng)強(qiáng)方向）垂直導(dǎo)體是等外表面與電場(chǎng)線（場(chǎng)強(qiáng)方向）垂直導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面。勢(shì)體，表面是等勢(shì)面。 注意：這里的注意：這里的“場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)”，指的是合場(chǎng)強(qiáng)。，指的是合場(chǎng)強(qiáng)。2 2靜電屏蔽：靜電屏蔽： 導(dǎo)體殼可以使其內(nèi)部所包圍的區(qū)域不受外導(dǎo)體殼可以使其內(nèi)部所包圍的區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。