1.4 电场中的导体 —鲁科版高中物理选修3-1课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
1.4
电场中的导体
电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
P点的电场强度，等于+Q1在该点产生的电场强度E1与-Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和。
如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？
一、场强叠加原理
（多个点电荷产生的电场）
二、静电平衡
一个带电物体靠近导体时，也可以使导体带电，导体因受带电体影响而带电的现象叫做静电感应。
从电场角度解释静电感应：
电场中的导体
静电感应现象的实质：导体在外电场的作用下，电荷重新分布的现象。
静电感应过程：
外电场E0
自由电子
定向移动
感应电荷
感应电场E/
促使
产生
产生
削弱
E0：外电场；
E/
：感应电场
静电平衡：
(1)定义：物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。
(2)特点
①导体内部场强_________
．
②导体表面任一点的场强方向与该处的表面____．
③电荷只分布在导体的________
．
处处为零
垂直
外表面上
例题1：一根两端无限长的金属导体放入匀强电场中，则达到静电平衡状态时，（1）导体内a点场强方向？
（2）导体内a点感应电场方向？
例题2：将上一题中的金属导体放入点电荷产生的电场中，则达到静电平衡状态时，（1）导体内a点场强方向？
（2）导体内a点感应电场方向？
例题3：将一个实心球形的金属导体放入点电荷产生的电场中，则达到静电平衡状态时，导体内a点感应电场方向？
1．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导体内部没有电荷．
2．受导体的形状影响，尖锐的位置电荷密度大．
3．“远近端”电荷的电性相反，电量相等．
(1)如图所示，处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，即“远同近异”．
静电平衡导体的电荷分布有什么特点？
温馨提示：一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点．人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端．
(2)如图所示，当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，有些问题中所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体．
三．静电屏蔽
(1)定义：处于________状态的中空导体壳，内部场强处处为零，导体外壳使它内部不受_________影响的现象．
(2)应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外面包有一层金属丝网套，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等，都是利用__________消除外电场的影响．
静电平衡
外部电场
静电屏蔽
1．导体内部不受外部电场的影响
(1)现象：使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔片张开，这表示验电器受到附近带电体的影响，如图(甲)所示；用一个金属网罩把验电器罩住，再让带电金属球靠近，验电器的箔片不张开，这表示金属网罩内的验电器不受附近带电体的影响，如图(乙)所示．
静电屏蔽的两种情况
(2)本质：是静电感应．导体外表面的感应电荷在导体内部产生的电场与外电场相互叠加，使导体内部场强处处为零．
2．接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响
(1)现象：金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电器靠近金属壳，验电器箔片张开，这表示网罩内带电体产生的电场能使外界受到影响(如图甲)；把金属网罩接地，则验电器箔片不张开，这表示金属网罩接地，内部电场不影响外界(如图乙)．
(2)本质：是静电感应．网罩内小球所带电荷与网罩内表面感应电荷在网罩外产生的电场相互叠加使网罩外场强处处为零．
温馨提示：(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响．
(2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间产生影响．
静电屏蔽的应用
静屏蔽的应用
1、如图，空心导体一方有一靠近的带有正电的带电体，当一个重力不计的正电荷
以速度
V水平飞入空心导体内时，电荷将做（
）
A、向上偏转的类似平抛运动
B、向下偏转的类似平抛运动
C、匀速直线运动
D、变速直线运动
+Q
C
2、一带正电的绝缘金属球壳A顶部开孔，有两只带
正电的金属球B、C用金属电线连接，让B球置于球
壳A的空腔中，与内表面接触后又提起到如图所示
位置，C球放在A球壳外离A球较远的位置。
待静电平衡后，下列说法正确的是（
）
A.
B、C球都带电
B
.B球不带电，C球带电
C
.让C
球接地后，B球带负电
D.C球接地后，A球壳空腔中场强为零。
BC
3、长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷
在棒内中点处产生的场强的大小
等于
方向：
（向左）即指向点电荷
4.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷(　　)
A．应放在A点，Q＝2q　　
B．应放在B点，Q＝－2q
C．应放在C点，Q＝－q
D．应放在D点，Q＝q
+Q
先将＋q、－q在O点产生的场强合成
因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示
要使O点合场强为零，放入的电荷Q在O点产生的场强必与E0等大反向
+Q
5.两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直线上，E1=E2的点
(
)
A.有三个，其中两处合场强为零
B.有三个，其中一处合场强为零
C.只有两个，其中一处合场强为零
D.只有一个，该处合场强不为零
C