内蒙古卓资县旗下营中学高二物理上册 静电屏蔽教学课件 汇总静电屏蔽.ppt

第十三章电场 13 4静电屏蔽 卓资县旗下营中学2008年10月20日 学习目标 1 知道静电感应产生的原因 理解什么是静电平衡状态 2 理解静电平衡时 导体内部的场强处处为零 电荷只分布在导体的外表面上 3 了解静电屏蔽及其应用 1 电场的重要性质是什么 答 对放入其中的电荷有力的作用 2 导体的重要特征 或说导体导电的原因 是什么 答 导体内部有大量自由电荷 3 把不带电金属导体放入电场中 会发生什么现象 答 静电感应 下一页 教学过程 复习提问 一 静电平衡 演示实验 1 静电平衡状态 导体中 包括表面 没有电荷的定向移动的状态 叫做静电平衡状态 新课教学 1 由于自由电子的定向移动后 导体内部的场强有什么变化 2 电子的定向移动能否持续不断地进行下去 1 如图所示 a带正电 若导体c端接地 问b c端各带什么电荷 2 若此时断开c与地的连线 b c端带什么电荷 整个导体净余什么电荷 3 若b端接地 整个导体净余什么电荷 例1 负电荷 负电荷 b端带负电荷 c端无净电荷 b端负电荷 c端无电荷 例2 如图 将电量为 q的点电荷放在长为l的枕形导体左端且和左端距离为r o为导体的中点 当导体处于静电平衡状态时 bcd 2 静电平衡特点 1 导体处于静电平衡状态时 内部场强处处为零 2 静电平衡状态时的导体 电荷只分布在导体的外表面上 导体的内部不可能存在有电荷 这个特点可以用法拉第圆筒实验来验证 法拉第圆筒实验 3 处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直 可用反证法证明 若不垂直 沿表面有切向分量 电荷将发生定向移动 证明 4 处于静电平衡状态的导体其表面的电荷分布规律为尖端附近电荷分布较多 凹进部分电荷分布较少 演示实验 5 处于静电平衡状态导体是个等势体 导体表面是等势 沿导体表面移动电荷 电场力与表面切向垂直 电场力做功为零 所以电势差为零 表面是等势面 内部处处e 0 任两点间移动电荷 电场力为零 任两点等势 所以是等势体 下一页 证明 处于静电平衡状态的导体 表面上任一点的场强方向与该点表面垂直 证 图示 假如表面的场强方向与该点的表面不垂直 则沿表面有场强的切向分量ef 则在导体表面的自由电荷将受到电场力作用而发生定向移动 这与静电平衡矛盾 所以 处于静电平衡状态的导体 表面上任一点的场强方向与该点表面垂直 返回 二 静电屏蔽 演示实验 1 静电屏蔽 导体壳或金属网罩 无论接地与否 可以把外部电场遮住 使其内部不受外电场的影响 这种现象叫做静电屏蔽 2 解释 处于静电平衡状态的导体 内部场强处处为零 将导体挖空 变成一个导体壳 壳内的场强仍处处为零 金属网罩可以起到导体壳的作用 所以能使导体壳内或金属网罩内的区域不受外部电场的影响 解释现象 带电鸟笼中的鸟为什么安然无恙 因为金属网罩屏蔽了外部的电场 网罩内部没有电场 也不带电 所以鸟能安然无恙 特别注意 利用静电屏蔽装置屏蔽外部的电场时 金属外壳接地与不接地都可以起到效果 但是 利用静电屏蔽装置屏蔽内部的电场时 金属外壳必须接地 否则起不到屏蔽的效果 演示实验2 3 静电屏蔽的应用 1 电学仪器和电子设备外面的金属罩 通讯电缆外面包的一层铅皮 可以防止外电场的干扰 2 电力工人高压带电作业 全身穿戴金属丝网制成的衣 帽 手套 鞋 可以对人体起到静电屏蔽作用 使人安全作业 课堂练习题 一个不带电的空心金属球 在它的球心处放一个正电荷 其电场的分布是下图中的 思考 上题中 若将金属球的外壳接地 则其电场的分布是 b d 1 静电平衡状态 导体中 包括表面 没有电荷定向运动的状态 基本特征 处于静电平衡状态的导体 内部场强处处为零 电荷只分布在导体的外表面 注意 这里的 场强 指的是合场强 2 静电屏蔽 导体壳或金属网罩可以把外部电场遮住 使其内部不受外电场的影响 接地的导体壳或金属网罩可以把内部的电场遮住 使外部不受内电场的影响 课堂小节 作业 导体自身带电处于静电平衡 下列说法中正确的是 a 导体处处场强为