人教版高一物理选修3-1 第一章静电场 第7节静电平衡和静电屏蔽课件

学科网 精品资源 主讲人：孟庆照 （高中物理）） 静电平衡和静电屏蔽 ●小科普 导体（conductor)——导电能力极强的物体；存在大量可自由移动的电荷，其中金属导体中的自由电荷是自由电子 绝缘体（dielectric) ——也称电介质；导电能力极弱或不能导电的物体；无可自由移动的电荷 半导体（semiconductor) ——导电能力介于导体和绝缘体之间 ●静电平衡 金属导体的结构特征： 由带正电的晶体点阵和可以在导体中移动的自由电子组成； 没有外电场时，自由电子处于自由热运动，金属导体中的正、负电荷均匀分布，呈电中性 当金属导体处于外电场时，这种电中性的状态被打破！ ●静电感应现象——导体中的自由电荷在外电场中作用下重新分布的现象 导体表面附近的场强方向处处与表面垂直 金属球放入前电场为一均匀电场 金属球放入后电力线发生弯曲，电场为一非均匀电场 导体内没有净电荷，未被完全抵消的净电荷只能分布在导体的表面上。 穿过任一闭合曲面的电通量与封闭曲面所包围的电荷量成正比——高斯定理 用高中知识简单证明如下： 由点电荷场强公式 ●静电平衡状态——导体内部和表面都无电荷的定向移动的状态 特征 1.导体内部任一点的电场强度都为零，（导体内无电力线，内部场强处处为零 2.导体表面任一点的电场强度都与导体表面垂直。 3.导体是等势体，导体表面是等势面。 4.导体内部没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面 14 ●静电平衡时导体上电荷的分布 原本带电实心导体置于电场中，导体内部无电荷，电荷只能分布在导体表面 原本不带电的实心导体置于电场中，处于静电平衡时，电场的分布 实心之原本不带电VS原本带电 本来带电空腔导体置于电场中，导体内部无电荷，电荷只能分布在导体表面 本来不带电空腔导体置于电场中，导体内部无电荷，电荷只能分布在导体表面 空腔之原本带电VS原本不带电 本来不带电的空腔导体内部放有带电体 本来不带电的空腔导体内部放有带电体，同时外壳接地 接地VS不接地 原本带电的空腔导体置于电场时，静电平衡时电荷的分布 原本带电导体球之接地VS不接地 原本不带电的空腔导体置于电场时，静电平衡时电荷的分布 ●静电屏蔽 思考与讨论：假如将一个验电器置于空腔导体内部，验电器金属箔片是否张开？ 2.屏蔽内部电场——空腔必须接地，外部空间不受内部电场的影响 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外