高二物理静电屏蔽知识总结
静电屏蔽 专题
静电屏蔽1.静电屏蔽【知识点的认识】一、静电屏蔽1.定义:当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金属的外壳会对其内部起屏蔽作用,使它内部不受外部电场影响的现象.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网,高压线路的检修人员要穿屏蔽服等,都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响.注意:绝缘球壳中没有自由电荷,当放入外电场时,不会发生静电感应现象,壳内场强也不会为零.即不能起到屏蔽外电场的作用.二、静电屏蔽的本质1.导体内部不受外部电场的影响的情况(1)现象:由于静电感应,验电器箔片张开.如图1甲,将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开,如图1乙,即外部电场影响不到导体内部.(2)本质:是静电感应,导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零.2.接地导体壳内部电场对壳外空间无影响情况(1)现象:如图2甲导体壳没有接地时,处于内部电场中,达到静电平衡,导体壳内外表面出现等量异种电荷,壳内外表面之间场强处处为零,壳外场强不为零.导体壳接地后,如图2乙所示,导体壳外的正电荷被大地负电荷中和,正电荷出现在地球的另一端无穷远处,导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零,导体外部空间不受内部电场影响.(2)本质:仍然是静电感应,使导体内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间叠加结果为零.注意:处于静电平衡的导体,内部场强为零,但电势不一定为零.【命题方向】命题一:静电屏蔽现象的考查例1:如图所示,将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电小球B向C靠近,于是()A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向C.A往左偏离竖直方向,B的位置不变D.A和B的位置都不变分析:因为在C内部由于感应起电,带上与A相反的电荷,它们之间达到静电平衡,所以A的电场对C外部不会产生任何影响.解:A在空心金属球内,由于静电感应,使得C外表面带正电,B、C相互吸引,所以B向右偏;而金属空腔可以屏蔽外部电场,所以B的电荷对空腔C的内部无影响,所以A位置不变.B靠近C时,改变的是C表面的电荷分布,但对于C内部空间的电场可认为没有影响,这也就是平时说的静电屏蔽.故B正确,ACD错误.故选:B.点评:考查静电感应现象,掌握同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.并理解外部电场对空心球内部没有影响,即为静电屏蔽.。
第三课时 静电屏蔽、带电粒子在电场中的运动
连接练习
(三)处于静电平衡状态导体的特点: 处于静电平衡状态导体的特点: 处处为零, 1、导体内部的 场强 处处为零,电场线在导体 、 的内部 终止 。 2、导体是一个 等势体 ,表面是一个 等势面。 、 3、导体表面上任意一点的场强方向跟该点的表 、 面 垂直 。 4、导体断带的净电荷全部分布在导体的 外表面 。 、 (四)静电屏蔽 导体球壳(或金属网罩)内达到静电平衡后, 内部场强处处为0,不受外部电场的影响,这 种现象叫做静电屏蔽。
2.如图,装在绝缘支架上的金属导体,靠近 端有一带 .如图,装在绝缘支架上的金属导体,靠近A端有一带 正电的导体球,另一端是B端 若导体A端接地 端接地, 正电的导体球,另一端是 端,若导体 端接地,则导体 上电荷分布情况是 ( ) A.A、B端均无电荷 . 、 端均无电荷 B.A端无电荷,B端有负电荷 端无电荷, 端有负电荷 . 端无电荷 C.A端有负电荷,B端无电荷 端有负电荷, 端无电荷 . 端有负电荷 D.A端有负电荷,B端有正电荷 端有负电荷, 端有正电荷 . 端有负电荷
3、如右图所示,长为L的导体棒原来不带电,现 、如右图所示,长为 的导体棒原来不带电 的导体棒原来不带电, 将一带电荷量为g的点电荷放在距棒左端 的点电荷放在距棒左端R处 将一带电荷量为 的点电荷放在距棒左端 处,当 达到静电平衡后, 达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内距右端 L/3处产生的场强大小为多少 处产生的场强大小为多少? 处产生的场强大小为多少
一、静电屏蔽: 静电屏蔽: (一)静电感应: 静电感应: 把金属导体放在外电场中, 把金属导体放在外电场中,由于导体内的 受电场力作用而定向移动, 自由电荷 受电场力作用而定向移动,使导体 的两个端面出现 等量的正负电荷 ,这种现象 叫静电感应。 叫静电感应。 静电平衡: (二)静电平衡: 发生静电感应的导体两端面感应的 感应 电 荷形成一附加电场, 荷形成一附加电场,当附加电场与外电场完全 的定向移动停止, 抵消时, 抵消时, 自由电荷 的定向移动停止,这时的导 体处于静电平衡状态。 体处于静电平衡状态。
高二上学期物理静电的利用与防止知识点归纳
高二上学期物理静电的利用与防止知识点归纳高二上学期物理静电的利用与防止知识点归纳当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。
接下来我们一起来看看高二上学期物理静电知识点。
一、静电的利用1、根据静电能吸引轻小物体的性质和同种电荷相排斥、异种电荷相吸引的原理,主要应用有:静电复印、静电除尘、静电喷漆、静电植绒,静电喷药等。
2、利用高压静电产生的电场,应用有:静电保鲜、静电灭菌、作物种子处理等。
3、利用静电放电产生的臭氧、无菌消毒等雷电是自然界发生的大规模静电放电现象,可产生大量的臭氧,并可以使大气中的氮合成为氨,供给植物营养。
二、静电的防止静电的主要危害是放电火花,如油罐车运油时,因为油与金属的振荡摩擦,会产生静电的积累,达到一定程度产生火花放电,容易引爆燃油,引起事故,所以要用一根铁链拖到地上,以导走产生的静电。
另外,静电的吸附性会使印染行业的染色出现偏差,也要注意防止。
2、防止静电的主要途径:(1)避免产生静电。
如在可能情况下选用不容易产生静电的材料。
(2)避免静电的积累。
产生静电要设法导走,如增加空气湿度,接地等。
【拓展】高中物理静电场知识点1电场基本规律1、库仑定律(1)定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
2、电荷守恒定律电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。
(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。
高物选修3-1,4静电屏蔽与电容器
高中物理-选修3-1静电屏蔽与电容器教学目的:①学习、应用静电屏蔽②掌握电容器相关知识课型:新授课(2课时)教学重点:静电屏蔽、平板电容教学难点:静电屏蔽的本质与特点、两种平板电容。
知识点详解:静电屏蔽:静电屏蔽的起因是什么:由于导体中存在可以自由移动的正负电荷,当导体放在电场中时,电荷定向移动。
这些移动的电荷又产生了一个电场(感应电场)刚好和原电场等大反向,相互抵消。
所以导体内部就不存在电场了。
静电屏蔽的特点:①内部场强处处为零。
②电荷只分布在导体外表面上。
(越尖锐的地方,聚集的电荷就越多,产生尖端放电)③导体表面的电场线与导体表面垂直。
④整个导体是个等势体,导体表面是等势面。
静电屏蔽的两种方法:①屏蔽外电场:用空腔导体包裹起来的内部空间可以避免外电场的影响。
(但是内电场可以影响外电场)②屏蔽内电场:将需要屏蔽的内电场用空腔导体包裹起来,并将空腔导体接地。
(内外均不影响)电容:储存电荷的容器就叫做电容器。
(生活中常见的电容有哪些?)电容器所带的电荷量Q 与两极板板间的电势差U 的比值,叫做电容器的电容 公式:U Q U Q C ∆∆==单位:法拉,符号F 。
(1F=106μF )物理意义:表示电容器容纳电荷本领的大小的物理量。
平板电容的表达式:kd 4r πεS C =s ε相对介电常数:在电容器中使用某种物质时电容量与使用真空时的电容量之比。
(通常都大于1)注意:①平板电容中电场就是最常考的匀强电场;②在平板电容中加金属时等效于厚度d 减少;③S 是指有效面积而不是极板的面积。
④U 指的是电容器两端电压(把电容器看做电压表)常考两种平板电容器:①Q 相等的平板电容:板间电场不随着d 改变而改变(推导)。
②U 相等点平板电容:板间电场强度板间距随d 的增大而减小。
静电屏蔽和电容器例题:1、如图所示,A为空心金属球,B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。
将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,但不触及A球。
静电屏蔽电容 高中物理复习全过程课件
静电屏蔽电容要点·疑点·考点课前热身能力·思维·方法要点·疑点·考点1.静电屏蔽:导体球壳(或金属网罩)内达到静电平衡后,内部场强处处为0,不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽.2.电容器、电容:(1)电容:C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值另外还有C=△Q/△U要点·疑点·考点(2)电容器的充、放电.充电,在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于电源电压为止;放电,两极间形成短路时两板电量中和.电容器的充、放电过程也伴随能量的转化.(3)常用电容器有:固定电容器和可变电容器.电解电容器有正负极,不能接反.注意:电容器的电容是由电容器本身的因素决定,与Q、U无关.在数值上等于两板间每增加1V的电势差所需的电量.要点·疑点·考点3.平行板电容器的电容:(1)公式:C=εS/(4πk d),其中,k为静电力恒量,S为正对面积(2)二种情况的讨论:①始终连在电源上时U一定,讨论Q、E随C的变化情况.②与电源断开后Q一定,讨论U、E随C的变化情况.能指出在每一变化过程中各种形式能量的转化.课前热身1.静电屏蔽有哪些用途?〔答〕用金属罩保护电学仪器和电子设备.通信电览外面包一层铅皮,用来防止外界电场干扰.2.电容器在充电和放电过程中所形成的电流方向如何?电容器在直流电路中是否有电流流过?〔答〕充电时电流方向是从电源正极流出;放电时是从电容器的带正电数极流出;无课前热身3.在研究平行板电容器的实验中,如何测量电容器的电压?能否改用电压表?用静电计测量,而不能用电压表.4.画出几种常见电容器的符号【答案】略能力·思维·方法【例1】两平行金属板,正对放置,充电后两极间的电势差为2V,两极板带电量分别为+6×10-6C和-6×10-6C,求:(1)电容C;(2)若电势差升高1V,电容C′和所带电量Q′为多少?能力·思维·方法【解析】电容器的电容C=Q/U,但电容是由电容器的构造决定的,跟Q、U无关.(1)根据电容的定义式C=Q/U=(6×10-6/2)F=3×10-6F(2)若电势差升高1V,电容器的电容仍不变,而此时所带电量Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C能力·思维·方法【例2】如图9-3-1的电容器C两板间有一负电荷q静止,使q向上运动的措施是(B)A.两板间距离增大B.两板间距离减少C.两板相对面积减小D.两板相对面积增大图9-3-1能力·思维·方法【解析】对平行板电容器,由E=U/d=Q/(dC),C∝εS/d,E∝Q/(εS).式中Q/S就是极板上单位面积的带电量(电荷密度).令δ=Q/S,于是得E∝δ所以电容器两板间的场强大小,完全取决于极板上电荷分布的密度.极板上电荷的密度越大,两板间电场线的分布越密集,板间场强越大,能力·思维·方法开始时电荷受重力和电场力平衡,要使电荷向上运动,则要增大电场力,即要使场强E增大.由于电容器始终跟电源两极相连,所以电容器两极板间的电压不变,所以,当d减小时,由E=U/d可知E 增大,故选B.能力·思维·方法【例3】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图9-3-2所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则(AC)A.U变小,E不变B.E变大,W变大C.U变小,W不变D.U不变,W不变图9-3-2能力·思维·方法【解析】当平行板电容器充电后与电源断开时,每板上带电量Q不变,根据例2推导出的结论,两极间场强只与极板上单位面积的带电量(电荷的面密度)成正比.所以两板间场强E保持不变,由于板间距离d减小,据U=Ed可知,电容器的电压U变小.由于场强E不变,因此P点与接地的负极板即与地的电势差保持不变,即P点的电势保持不变,因此电荷在P点的电势能W保持不变.故本题的答案为A,C.能力·思维·方法【解题回顾】对于电容器中场强、电势能等问题的讨论,首先要明确条件是Q还是U 不变,再根据电容定义式C=Q/U、决定式C=εS/(4πkd)和E=U/d、εA =ϕAq等公式逐步推导分析.。
高二物理:静电现象的应用(答案)
高二物理:静电现象的应用班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1. 静电屏蔽的两种类型2. 静电平衡状态导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态。
静电平衡状态下导体具有的特征总结为以下四点:(1) 导体内部场强为零;(2) 净电荷仅分布在导体表面上(孤立导体的净电荷仅分布在导体的外表面上);(3) 导体为等势体,导体表面为等势面,电场线与导体表面处处垂直。
静电平衡时内部场强为零的现象,在技术上用来实现静电屏蔽。
【答案】 二、选择题3. 如图所示,一个原来不带电的半径为r 的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为+Q 的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离为2r 。
达到静电平衡后,下列说法中正确的是( ) A .金属球整体感应出等量的负电荷B .空心金属球的球心处电场强度大小为=29kQ E rC .感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右D .用接地导线另一端接触空心金属球右侧,会有电子流向大地【答案】C【解析】A 、根据电荷守恒,金属球整体感应出等量的正负电荷,总体为零,故A 错误;B 、感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q 的点电荷在此处的电场场强大小相等,方向相反,合电场强度为零,故B 错误。
C 、根据平衡感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右,故C 正确;D 、用导线的一端接触金属球的右侧,另一端与大地相连,则金属球与大地组成一个新的导体,所以金属球的右侧仍然是负的感应电荷,大地的电子将流入金属球,中和金属球左侧的正电荷。
故D 错误。
4. 如图所示,A 为带正电的点电荷,电量为Q ,中间竖直放置一无限大的金属板,B 为质量为m 、电量为+q 的小球,用绝缘丝线悬挂于O 点,平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ,且A 、B 两个小球在同一水平面上,间距为L ,则金属板上的感应电荷在小球B 处产生的电场强度大小E 为( )A .E =kQ L 2B .E =mgtanθqC .E =mgtanθq +kQ L 2D .E =mgtanθq -kQL 2【答案】 D【解析】 静电平衡时,金属板的感应电荷在B 处产生的电场强度方向向右.以小球为研究对象,分析受力情况:重力、点电荷对小球的静电力F 、感应电荷的静电力qE 和细线的拉力,如图.根据共点力平衡条件: F +qE =Tsinθ mg =Tcosθ又根据库仑定律得:F =k QqL2联立解得,E =mgtanθq -kQL 2,故A 、B 、C 三项错误,D 项正确.5. 如图所示,一个带正电的绝缘金属球壳A ,顶部开一小孔,有两只带正电的金属球B 、C ,用金属导线连接,让B 球置于球壳A 内的空腔中,与内表面接触后又提起,C 球放置在A 球壳外,待静电平衡后正确的判断是:A 、B 、C 两球都不带电 B 、B 球不带电,C 球带电 C 、让C 球接地后,B 球不带电D 、让C 球接地后,A 球壳空腔内的场强为零 【答案】C【解析】B 球与A 球壳内表面接触,A ,B ,C 三者连成一个整体,静电平衡后净电荷只分布在导体外表面,所以A 球壳外表面和C 球均带正电,B 球不带电.A ,B ,C 三者为一等势体,当B 球提起后,B ,C 的电势相等,无电荷的定向移动,由于B ,C 与A 等势且为正,C 球接地后,将有自由电子从大地向高电势的B ,C 上移动,B 球带负电,此时B 球将在A 球壳上内表面感应出正电待,从而空腔内形成由内表面指向B 球的电场,场强不为零,答案为C.6. (多选)如图所示,水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q ,一表面绝缘的带正电的小球(可视为质点且不影响Q 的电场),从左端以初速度V0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端.在该运动过程中( )A .小球作匀速直线运动B .小球作先减速,后加速运动C .小球的电势能保持不变D 、电场力对小球所做的功为零【答案】ACD【解析】水平放置的金属板在Q的电场中处于静电平衡,它是一个等势体,也就是说它表面的电场线处处与表面垂直,由于表面绝缘,故带电小球在其表面上滑动时,电量不变,但电场力不做功,故小球作匀速直线运动·所以A、C、D选项正确7.如图所示,将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近,当导体BC达到静电平衡后,则下列说法正确的有()A.用导线连接BC两端,导线中有瞬间电流通过B.用手摸一下导体B端可使导体带正电C.导体C端电势高于B端电势D.B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小【答案】D【解析】静电平衡后,BC内部场强为零,整个导作是个等势体,故A、C都错了,根据导体附近的电场线分布,可判定导体BC的电势比无穷远处(大地)的电势要高,故把导体B端或C端接地时,将有电子从大地流向导体,导体将带负电;导体处于静电平衡时,导体内部的电场跟感应电场相平衡,因此可以根据外电场在导体内部的分布情况来确定感应电荷电场在导体内部的分布情况.8.(多选)不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中,由于静电感应现象,绝缘导体B的左端要感应出正电荷,在绝缘导体B的右端会出现负电荷,所以导体两端出现电压,存在感应电场,导致电子重新分布,因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时,电子处于平衡状态.不带电的绝缘导体B为等势体,电荷只分布在外表面( )A.导体B上各点的场强大小相等B.导体A内部的场强一定为零C.导体B的左端电势比右端电势高D.导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零【答案】BD【解析】不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中,由于静电感应现象,绝缘导体B的左端要感应出正电荷,在绝缘导体B的右端会出现负电荷,所以导体两端出现电压,存在感应电场,导致电子重新分布,因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时,电子处于平衡状态.不带电的绝缘导体B为等势体,电荷只分布在外表面.A、绝缘导体B上各点的电场强度不等,越尖的地方,电场强度越强.故A错误;B、绝缘导体A内部的合电场强度一定为零,只有为零时,电子才处于平衡,故B正确;C、绝缘导体B是等势体,所以电势处处相等,故C错误;D、绝缘导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强与外电场之和为零,所以它一定不为零,故D正确;故选:BD9.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示,下列说法正确的有()A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向C .A 往左偏离竖直方向,B 的位置不变D .A 和B 的位置都不变 【答案】 B【解析】 带正电的小球A 放在不带电的空心球C 内,通过静电感应,空心球外壳带正电,内壁带负电.因此,金属空心球C 和带电小球B 带异种电荷,所以B 受C 球的吸引往右偏离竖直方向.而由于空心球C 能屏蔽小球B 所产生的外部电场,使小球A 不受外电场的作用,所以A 的位置不变,B 对.10.如图所示为一空腔球形导体(不带电),现将一个带正电的小金属球放入腔中,当静电平衡时,图中A 、B 、C 三点的场强E 和电势φ的关系是()CB A E E E A >>.C B A ϕϕϕ>>【答案】D【解析】11.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷,下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况,符合实际情况的是()【答案】D12.(多选)如右图所示,在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B .下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A .用取电棒C (带绝缘柄的导体棒)先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触 B .用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C .用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连,再把取电棒与B 的内壁接触D .使验电器A 靠近BCB A ϕϕϕ>>BC A E E ED >>.CB A ϕϕϕ>=C B A E E E C >=.CB A ϕϕϕ==C B A E E E B ==.【答案】BCD13.(多选)如图所示,把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地,将一带正电的小球A 从小孔中放入球壳内,但不于B 发生接触,达到静电平衡后,则( )A 、B 的空腔内电场强度为零 B 、B 不带电C 、B 的内外表面电势相等D 、B 带负电 【答案】CD14.带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒,如图所示,当导体达到静电平衡后,感应电荷在两点电荷连线中点O 处产生的场强大小为 ( )A .2kQ /r 2B .4kQ /r 2C .8kQ /r 2D .0 【答案】C【解析】带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距R ,在两点电荷连线中点O 处产生的场强为:E=E++E-=kQ/r 2+KQ /r 2=8kQ /r 2;方向向右由于静电屏蔽,两点电荷连线中点O 处合场强为零,故导体棒上感应电荷产生的电场在两点电荷连线中中点O 处产生的场强大小为.8kQ /r 215.一个带绝缘座的空心金属球A 带有4×l0-8C 的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B 带有2×10-8C 的负电荷,使B 球和A 球的内壁接触, 如图所示,则A 、B 各带电荷量为 ( ) A .Q A =10-8C ,Q B =10-8C B .Q A =2×10-8C, Q B =O C .Q=0,QB =2×10-8CD .Q A =4×10-8C ,Q B =-2×10-8C【答案】B【解析】把B 球跟A 球的内壁相接触,A 与B 构成整体,处于静电平衡状态,内部静电荷量为零,电荷均匀分布在外表面;故B 球的带电量减为零,A 球表面的带电量为2×10-8C 的正电荷;故ACD 错误,B 正确. 故选:B .16.将导体放入场强为E 的匀强电场中,经过一段很短的时间后,导体达到静电平衡,在这段很短的时间内,感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( ) A .逐渐减小,直至大小为零 B .逐渐增大,直至大小为EC.先逐渐增大,后逐渐减小至零D.始终等于零【答案】B17.每到夏季,我省各地纷纷进入雨季,雷雨等强对流天气频繁发生.当我们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电.下列说法不正确的是()A.不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头B.不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备C.固定电话和手机均可正常使用D.在旷野,应远离树木和电线杆【答案】C18.如图所示,A、B都是装在绝缘柄上的导体,A带正电后靠近B,若取地球的电势为零,则()A、导体B上任意一点的电势为零B、导体B上任意一点的电势都为正C、导体B上任意一点的电势都为负D、导体B上右端点的电势等于左端点的电势【答案】B【解析】处于静电平衡状态下的导体:导体体是个等势体,导体表面是个等势面;故D正确,由于电场线由正电荷出发终止于负电荷或无穷远,可大致画出电场线的分布,由此可知导体B上各点的电势均相等且为正。
高考物理 电势差 电势 电势能 静电屏蔽总复习课件 新人教版
|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做
功的大小,|W34|表示由3到4的过程中电场
力做功的大小,则
()
A.|W12|=2|W34| B.|W12|>2|W34| C.P、O两电荷可能同号,也可能异号
D.P的初速度方向的延长线与O之间的距 离可能为零
答案:B
●自主学习
1.定义:电荷在电场中具有的能.它与电 场和电荷都有关,不能描述电场.
300V
●自主学习
电势相同
1.定义:电场中
做等势面.
垂直
2.等势面的特点电势较高
的点构成的面叫
电势较低
(1)等势面一定跟电场线
等势面
(2)电场线总是从
. 的等势面指向
的等势面.
密集
(3)沿
移动电荷,电稀场疏.力不做功.
(4)空间没有电荷的地方两等势面不相交.
●深化拓展 几种典型电场的等势面
●自主学习
1.电势差
(1)概念:电荷q在电场中由一点A移动到
另一点B所时做,的电功场WA力B
与电
荷量q的比值,即UAB=
.
(2)物单位理正意电义荷:A、B两点间的电势差在数
值上等于移动(4)影响因素:电势差UAB与电场力做功WAB 无关,与电荷所带电荷量电q无场本关身.的它性是质由
电 等势面(实线)分
场
布
特点
匀
强
垂直于电场线的
电
一簇平行平面
场
电场
等势面(实线)分 布
特点
点电 荷 的 电 场
以点电荷为球心 的一簇球面
电场
等量 异 种 点 电 荷 的 电 场
等势面(实线)分布
特点
静电屏蔽知识点总结
静电屏蔽知识点总结一、静电屏蔽的原理1. 静电干扰的产生:静电干扰是由于静电电荷在摩擦或接触过程中产生,并在导体或绝缘体表面积累而产生的。
这些电荷可能会影响设备或系统的正常运行,导致信号干扰、电磁干扰或设备故障等问题。
2. 静电屏蔽的原理:静电屏蔽是通过使用屏蔽材料、设计屏蔽结构和控制静电电荷积累等方法来减少或阻止静电干扰对设备或系统的影响。
屏蔽材料通常是导电材料或吸波材料,能够吸收或反射静电场或磁场,从而降低干扰的影响。
二、静电屏蔽的应用1. 电子设备:静电屏蔽在电子设备中应用广泛,可以用于防止静电干扰对电子元件的影响,保证设备的正常运行。
2. 通信系统:在通信系统中,静电屏蔽可以用于防止静电干扰对信号传输的影响,提高通信系统的可靠性和稳定性。
3. 车辆和航空器:在汽车、飞机和航天器中,静电屏蔽可以用于防止静电对导航系统、通信系统和控制系统的影响,确保车辆或航空器的安全运行。
三、静电屏蔽的方法1. 屏蔽材料:静电屏蔽的一种常见方法是使用屏蔽材料,这些材料可以是导电材料或吸波材料。
导电材料能够反射或吸收静电场,吸波材料能够吸收电磁辐射,从而降低干扰的影响。
2. 屏蔽结构:设计屏蔽结构是静电屏蔽的另一种常见方法,可以通过设计金属屏蔽罩、屏蔽壳和屏蔽盖等结构来阻止静电干扰的传播和影响。
3. 控制静电电荷:控制静电电荷的积累是静电屏蔽的另一种方法,可以通过接地、静电消除器和静电防护服等方式来控制静电电荷的积累,减少静电干扰的影响。
四、静电屏蔽的关键技术1. 屏蔽效能:屏蔽效能是评价静电屏蔽性能的关键指标,通常用于描述屏蔽材料或结构对静电场或磁场的吸收或反射能力,其数值表示了屏蔽设备的性能。
2. 屏蔽材料的选择:选择合适的屏蔽材料是静电屏蔽的关键技术,需要考虑材料的导电性能、吸波性能、耐热性能和耐腐蚀性能等指标,以满足特定应用的要求。
3. 设计屏蔽结构:设计合理的屏蔽结构是静电屏蔽的关键技术,需要考虑金属屏蔽罩、屏蔽壳和屏蔽盖等结构的尺寸、形状和接地设计,以最大限度地提高屏蔽效能。
静电屏蔽的原理高中物理
静电屏蔽的原理高中物理嘿,小伙伴们!今天我们要聊聊一个很酷的物理现象——静电屏蔽。
别急着跑,虽然听起来有点复杂,但我保证会把它讲得简单明了。
我们一起来看看静电屏蔽是怎么回事,搞清楚了之后,你会觉得原来物理也能这么有趣!1. 什么是静电屏蔽?1.1 静电屏蔽的定义好,咱们先从头开始。
静电屏蔽,简单来说,就是在一个导体里面,静电场的作用被“挡住”了。
也就是说,当你把一个导体放在一个电场里,它会把外面的电场“挡”在外面,不让电场影响到导体内部。
就像你把自己藏在一个大伞下,不让雨滴淋到你一样。
1.2 为什么会有静电屏蔽?这就要说到电荷的“性格”了。
电荷有一个“爱整洁”的习惯,它们总是不喜欢彼此靠得太近。
所以,当导体受到外界电场影响时,导体内部的电荷会重新排布,主动摆脱这些外来的干扰,形成一个内部没有净电场的状态。
这就是所谓的“屏蔽”。
2. 静电屏蔽的原理2.1 导体的电荷分布你可以把导体看成一个“电荷的乐队”,当外面有电场作用时,这个乐队里的“成员”就开始“移动”,来抵消外面的电场。
导体内部的电荷会迅速重新排列,形成一个与外电场方向相反的电场,从而把外面的电场给“挡”在外面。
这样的“调皮”行为,就是静电屏蔽的原理。
2.2 电场线的变化在静电屏蔽的过程中,导体内部的电场线被完全“遮蔽”了。
可以想象成电场线原本在导体周围像一群散落的星星,而导体内部就像一个黑洞,把这些星星都给吸走了。
结果,导体内部就没有电场了,外部的电场也没有办法穿透进去。
3. 静电屏蔽的实际应用3.1 屏蔽电磁干扰在生活中,静电屏蔽有许多实际的应用。
比如,咱们的手机、电视等电子产品中,经常用到一种叫“屏蔽罩”的东西,它能有效地挡住不必要的电磁干扰。
你一定见过手机壳,其实它们也是一种屏蔽装置,能防止手机内部的电路受到外界干扰。
3.2 保护敏感设备再比如,医院里的那些高精尖仪器,比如核磁共振设备,它们对电磁干扰特别敏感。
为了确保仪器能准确地工作,就需要用到静电屏蔽技术。
高二物理知识点总结(4篇)
高二物理知识点总结1、根据静电能吸引轻小物体的性质和同种电荷相排斥、异种电荷相吸引的原理,主要应用有:静电复印、静电除尘、静电喷漆、静电植绒,静电喷药等。
2、利用高压静电产生的电场,应用有:静电保鲜、静电灭菌、作物种子处理等。
3、利用静电放电产生的臭氧、无菌消毒等雷电是自然界发生的大规模静电放电现象,可产生大量的臭氧,并可以使大气中的氮合成为氨,供给植物营养。
4、防止静电的主要途径:(1)避免产生静电。
如在可能情况下选用不容易产生静电的材料。
(2)避免静电的积累。
产生静电要设法导走,如增加空气湿度,接地等。
高二物理整理知识点精选一、固体1、晶体:外观上有规则的几何外形,有确定的熔点,一些物理性质表现为各向异2、非晶体:外观没有规则的几何外形,无确定的熔点,一些物理性质表现为各向同性①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点②晶体与非晶体并不是绝对的,有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体(石英→玻璃)3、单晶体多晶体如果一个物体就是一个完整的晶体,如食盐小颗粒,这样的晶体就是单晶体(单晶硅、单晶锗)如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成,这样的物体叫做多晶体,多晶体没有规则的几何外形,但同单晶体一样,仍有确定的熔点。
二、液体1、表面张力:当表面层的分子比液体内部稀疏时,分子间距比内部大,表面层的分子表现为引力。
如露珠2、液晶分子排列有序,各向异性,可自由移动,位置无序,具有流动性各向异性:分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的',从另一方向看去则是杂乱无章的三:饱和汽与饱和汽压①汽化汽化:物质由液态变成气态的过程叫汽化。
1、汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
2、液体在沸腾过程中要不断吸热,但温度保持不变,这一温度叫沸点。
不同物质的沸点是不同的。
而且沸点与大气压有关,大气压越大,沸点也就越高。
②饱和汽与饱和汽压饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。
没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽。
高二物理静电屏蔽知识总结
第一章第7节:静电现象静电屏蔽【演示】如图(a)所示,用感应起电机使金属球带电,靠近验电器,验电器的箔片张开,表明验电器受到了外电场的影响.现先将验电器用金属网罩罩住,让带电金属球靠近验电器,验电器的箔片不张开,再用一根导线把验电器和金属网罩连接起来,箔片也不张开,如图(b)所示,表明金属网罩能把外电场挡住,使罩内不受外电场的影响.另一种情况是使带电体的电场不对外界产生影响.这可以把带电体A放在一个金属壳B 内,见图(a).同样,由于静电感应,在壳的内外表面分别带有等量异号的电荷,待壳达静电平衡时,壳内场强处处为零,并无净电荷.当壳外表面存在电荷时,壳外就有电场,这样还不能起到屏蔽的作用.如果我们把金属外壳接地,见图(b),则壳外表面上的感应正电荷就由于接地而被中和.于是,金属壳内带电体的电场对外就不产生影响了.综合上述两种情况可得如下结论:屏蔽壳内的物体不受外电场的影响;而接地的屏蔽壳内部的电场也不会影响外部,这种现象叫做“静电屏蔽”.静电屏蔽现象的解释: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.看“静电屏蔽的动画”。
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业,使人安全作业.例题:【例1】一个任意形状的金属导体,处于静电平衡状态时()A.导体内部没有净电荷.B.导体内部任意两点间的电势差不一定为零C.导体内部的场强不一定处处为零D.在导体表面上,电场线可以与导体表面成任意角解析:A.处于静电平衡状态的导体,净电荷在导体表面,所以A对.B.处于静电平衡状态的导体,是一个等势体,所以任意两点间无电势差,所以 B错.C.处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,所以C错.D.处于静电平衡状态的导体,其表面场强不为零,场强的方向与面垂直,所以D对。
高二上学期物理静电的防范与利用
静电场第7节静电的利用与防范目标导航知识要点难易度1,什么是静电平衡2,静电平衡状态:等势体,内部场强为0,表面场强和表面垂直3,导体上电荷的分布特征:尖锐的地方电荷密度大4,尖端放电、静电屏蔽★★★★★★★★知识精讲一、静电平衡状态、导体上电荷的分布1.静电平衡状态:导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动,称导体达到了静电平衡状态。
2.静电平衡状态下导体的特点:(1)内部电场强度处处为零(外部场强和感应场强叠加为0);(2)表面处的电场强度不为零,方向跟导体表面垂直;(3)因为导体内部场强为0,表面场强与表面垂直,在导体内移动电荷电场力不做功。
也就是说,静电平衡的导体是一个等势体,表面是一个等势面。
3.导体上电荷的分布(1)处于静电平衡状态的导体,内部没有净电荷,电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
如下图:【思考判断】(1)处于静电平衡状态的导体,表面处的电场强度不为零,方向跟导体表面可能垂直,可能平行,也可能成任意夹角。
()(2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0,所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。
()例1.处于静电平衡中的导体,内部电场强度处处为零的原因是()A.导体内部无任何电场B.外电场不能进入导体内部C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零二、静电防止1.空气的电离:导体尖端电荷密度很大,附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动,使分子中的正负电荷分离的现象。
2.尖端放电:与导体尖端异号的粒子,由于被吸引,而与尖端上电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷的现象。
尖端放电的应用与防止:(1)应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
(2)防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。
3.静电的危害静电在印刷厂里,纸张之间摩擦带电,会使纸张粘在一起,难以分开;在印染厂里,棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃,使印染质量下降。
高二物理电场线 静电屏蔽 电势差知识点分析
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电场线静电屏蔽电势差人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容:第三节电场线第四节静电屏蔽第五节电势差电势二. 知识要点:1. 理解电场线的概念。
知道几种典型电场的电场线分布。
以电场线描述电场为例,渗透用场线描述矢量场的方法。
2. 了解什么是电势。
掌握电势差、等势面的概念,在头脑中建立不同场等势面图景。
渗透物理学方法的教育,运用理想化方法抽象出等势面的空间模型。
三. 重点、难点解析:(一)电场线如图所示,在正电荷周围电场中画了很多场强矢量,从这个图上我们可以很方便地了解正电荷周围各点的电场分布情况,但它还不是最好的,因为电场中有无数个点,我们不能画出无数个矢量,法拉第为我们提供了一种很好的方法,就是用电场线来形象地描述电场。
电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小。
根据我们所看到的几种电场线,谁能归纳一下电场线的方向有什么特点?电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远,如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷。
任意两条电场线都不会相交,这是为什么?如果相交,则交点就会有两个切线方向,而同一点场强的大小和方向是唯一的。
实验可以模拟以上几种典型的电场线。
大家要特别注意一个问题:我们虽然可以用实验模拟电场线的分布,但是,电场线并不是电场中真实存在的曲线,它只是我们为了形象地描述电场而引入的。
大家知道,法拉第首先提出了电场,并用电场线形象地描述电场的分布,这在物理学中是非常重要的。
虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线,这是不对的,但是,法拉第的场线思想却是非常宝贵的。
用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。
例题1:试比较下列图中a、b(或A、B)两点场强大小(二)静电屏蔽实验1:利用起电机使绝缘金属球带电,从而产生电场,把感应电机靠近A 摆放,且接触良好。
将不带电验电球A先与B接触,再与验电器金属球D接触,如此反复,可见D 金属箔张开。
高二物理静电屏蔽、静电的利用和防止通用版知识精讲
高二物理静电屏蔽、静电的利用和防止通用版【本讲主要内容】静电屏蔽 1. 静电感应 2. 静电平衡 3. 静电屏蔽4. 静电利用和防止【知识掌握】 【知识点精析】一. 静电屏蔽 1. 演示:将一导体BC 靠近带电小球A ,会发生什么现象? 现象:负电荷向B 端移动,C 端留下正电荷 叫什么现象——静电感应现象2. 静电感应:导体内的电荷在外电场作用下重新分布现象。
解析:导体放在匀强电场中自由电子逆电场线运动发生了静电感应E 0⎧⎨⎪⎩⎪ 向左移动一个负电荷相当一个电荷向右移动+⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪ 导体两侧面出现了正、负电荷产生向左的电场E 0'⎧⎨⎪⎩⎪ 当E E 00'=时,导体内场强E E E =-=000'——达静电平衡。
3. 静电平衡(1)定义:在静电感应现象中,感应电荷形成的电场场强跟外电场大小相等时,使导体内部场强为零,电荷不再发生移动——达到静电平衡。
(2)特点:①处于静电平衡导体内部E =0 ②电荷分布在导体表面解析:∵电荷本身周围有电场,∴内部E ≠0 ③电场线跟导体表面垂直解析:如图,若不垂直,将E 沿切线和法线分解,切线分量E 1将使电荷移动,未达平衡。
E④处静电平衡导体是等势体(以后学) 4. 静电屏蔽 思考:(1)人走到高压线附近,即人没有接触高压线人生命也要受到危机——强电场作用。
(2)设想将处于静电平衡的一块大导体挖空,一人站到里面,无论外电场怎样强,人都安然无恙。
演示:用带电小球靠近验电器小球,铝箔张开,带电球吸引负电荷,箔片张开。
用金属罩或网罩起来,靠带正电球一侧感应出负电,另一侧感应出正电,E 内=0。
概念:处于静电平衡导体,内部场强为零,内部不受外电场影响——称为静电屏蔽。
5. 利用(1)除尘 ①原理图-②原理12345.....AB EB EBA A间有强电场附近空气分子被电场电离电子正离子正离子被吸到上电子向运动中,使煤粉带负电,吸附在上由于重力作用,落在漏斗中⎧⎨⎩⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪(2)喷涂:油漆微粒带电,在电场力作用下向作为正极工件运动,积在工件上。
第04讲 静电的防止与利用-高二物理(人教版2019必修第三册)
第04讲:静电的防止与利用【考点梳理】考点一:静电感应现象1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象.2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,导体内的自由电子不再发生移动的状态.3.静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面为等势面.4.静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.考点二:尖端放电与静电屏蔽技巧总结:对静电平衡的理解1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止.2.对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动.(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的.(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E.3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点(1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷.(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异.【题型归纳】题型一:静电的防止与利用1.如图是某款家用空气净化器及其原理示意图,污浊空气通过过滤网后尘埃带电。
图中充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地)。
下列说法正确的是()A.通过过滤网后空气中的尘埃带正电B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功2.金属壳放在光滑的绝缘水平垫上,下列四幅图中金属壳不能起到屏蔽图中电荷产生电场作用的是()A.B.C.D.3.如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,右手按在金属球上,并远离周围其他物体。
5、静电屏蔽(广)
低,b 点电势比 d 点低,B 正确;金属杆 ab 在静电平衡后
是一个等势体,a 点电势等于 b 点电势,也比 d 点低,选
项 A、C 均错误;静电平衡后的导体内部场强为零,选项 D 错误。
答案:B
例2.长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒
左端R处,如图所示.当棒达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点P
甲
乙
带电导体的电荷分布规律
尖端放电
1.空气的电离 强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫作空气的电离。
导体尖端电荷 密度 很大,附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动,使分子中的正 负电荷 分离 的现象.
2.尖端放电 在强电场作用下,物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。
与导体尖端异号的粒子,由于被 吸引 ,而与尖端上电荷 中和 ,相当于导体从尖端 失去电荷的现象.
尖端放电形式
圆弧放电形式
四、静电屏蔽
1.空腔导体的特点 空腔导体能把外电场挡住,空腔内没有电场,空腔内不受外电场的影响。
C
E感
E外
3.如图所示,在原来不带电的金属细杆 ab 附近 P 处,放置一个正点电荷,达到静
B 电平衡后 ( )
A.a 端的电势比 b 端的高
等势体
B.b 端的电势比 d 点的低
电势顺线低
C.a 端的电势不一定比 d 点的低
D.杆内 c 处场强的方向由 c 指向 b 内部合场强为零 解析:首先画出电场线(如图所示),沿电场线方向电势降
3.尖端放电的应用 (1)应用:避雷针 是利用尖端放电避免雷击的一种设施. (2)防止:高压设备中导体的表面尽量 光滑会减少电能的损失.
三、尖端放电 导体尖端电荷密度大
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高二物理静电屏蔽知识
总结
Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
第一章第7节:静电现象
静电屏蔽
【演示】如图(a)所示,用感应起电机使金属球带电,靠近验电器,验电器的箔片张开,表明验电器受到了外电场的影响.
现先将验电器用金属网罩罩住,让带电金属球靠近验电器,验电器的箔片不张开,再用一根导线把验电器和金属网罩连接起来,箔片也不张开,如图(b)所示,表明金属网罩能把外电场挡住,使罩内不受外电场的影响.先flash“静电屏蔽2”,再视频“小孩在带电金属网中”,“小鸟在带电金属网中”。
另一种情况是使带电体的电场不对外界产生影响.这可以把带电体A放在一个金属壳B内,见图(a).同样,由于静电感应,在壳的内外表面分别带有等量异号的电荷,待壳达静电平衡时,壳内场强处处为零,并无净电荷.当壳外表面存在电荷时,壳外就有电场,这样还不能起到屏蔽的作用.如果我们把金属外壳接地,见图(b),则壳外表面上的感应正电荷就由于接地而被中和.于是,金属壳内带电体的电场对外就不产生影响了.
综合上述两种情况可得如下结论:屏蔽壳内的物体不受外电场的影响;而接地的屏蔽壳内部的电场也不会影响外部,这种现象叫做“静电屏蔽”.
静电屏蔽现象的解释: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.看“静电屏蔽的动画”。
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业,使人安全作业.
例题:【例1】一个任意形状的金属导体,处于静电平衡状态时()
A.导体内部没有净电荷. B.导体内部任意两点间的电势差不一定为零
C.导体内部的场强不一定处处为零 D.在导体表面上,电场线可以与导体表面成任意角
解析:A.处于静电平衡状态的导体,净电荷在导体表面,所以A对.B.处于静电平衡状态的导体,是一个等势体,所以任意两点间无电势差,所以 B 错.C.处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,所以C错.D.处于静电平衡状态的导体,其表面场强不为零,场强的方向与面垂直,所以D对。
【例2】如图所示,将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近,当导体BC达到静电平衡后,则下列说法正确的有()
A.用导线连接BC两端,导线中有瞬间电流通过
B.用手摸一下导体B端可使导体带正电
C.导体C端电势高于B端电势
D.B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小
解析:静电平衡后,BC内部场强为零,整个导作是个等势体,故A、C都错了,根据导体附近的电场线分布,可判定导体BC的电势比无穷远处(大地)的电势要高,故把导体B端或C端接地时,将有电子从大地流向导体,导体将带负电;导体处于静电平衡时,导体内部的电场跟感应电场相平衡,因此可以根据外电场在导体内部的分布情况来确定感应电荷电场在导体内部的分布情况.答案:D
【例3】如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷十Q,
a、b点是金属板右侧表面上的两点,其中a点到+q的距离较
小,下列说法中正确的是()
A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电.
B、由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电
C、整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零
D、a、b两点的电场强度不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点场强大
解析:由于静电平衡,金属板是一个等势体,且电势为零(金属板接地),金属板的左侧不带电,右侧带负电.a、b两点的场强不为零,它们场强的方向均垂直于金属板平面,由于a点离+Q比b点近,故。
点的感应电荷比b点的感应电荷多,场强大.综上所述,选项B、C、D正确。
【点评】处于电场中的导体一旦接地,它的电势为零。
且远离带电体的一端总是不带电,由于达到静电平衡时内部场强处处为零,说明了接地后的导体所带的异种电荷(与带电体的电荷比较而言)是增多的.
【例5】如图所示,P为金属球壳内的一点,壳外一带负
电的带电体A移近金属球壳时,金属球壳内P点处的场强E 和电势U的变化是()
A.E不变,U降低;B.E不变,U升高
C.E增大,U升高;D、E增大.U降低
解析:金属球壳处于带负电的带电体A形成的电场中,处于静电平衡状态,因此E始终等于零不变,由于带电体A带负电且靠近球壳,所以球壳的电势降低。
答案:A
【例6】如图所示,水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电的小球(可视为质点且不影响Q的电场),从
左端以初速度V0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到
右端.在该运动过程中()
A.小球作匀速直线运动 B.小球作先减速,后加速运动
C.小球的电势能保持不变 D、电场力对小球所做的功为零
解析:水平放置的金属板在Q的电场中处于静电平衡,它是一个等势体,也就是说它表面的电场线处处与表面垂直,由于表面绝缘,故带电小球在其表面上滑动时,电量不变,但电场力不做功,故小球作匀速直线运动·所以A、C、D 选项正确
【例7】如图所示,一个带正电的绝缘金属球壳A,顶部开一小孔,有两只带正电的金属球B 、C ,用金属导线连接,让B球置于球壳A内的空腔中,与内表面接触后又提起,C球放置在A球壳外,待静电平衡后正确的判断是:
A、B 、C两球都不带电
B、B球不带电,C球带电
C、让C球接地后,B球不带电
D、让C球接地后,A球壳空腔内的场强为零
解析:B球与A球壳内表面接触,A,B,C三者连成一个整体,静电平衡后净电荷只分布在导体外表面,所以A球壳外表面和C球均带正电,B球不带电.A,B,C三者为一等势体,当B球提起后,B,C的电势相等,无电荷的定向移动,由于B,C与A等势且为正,C球接地后,将有自由电子从大地向高电势的B,C上移动,B球带负电,此时B球将在A球壳上内表面感应出正电待,从而空腔内形成由内表面指向B球的电场,场强不为零,答案为C.
2、静电感应与静电平衡
【例8】如图所示,绝缘导体A带正电,导体不带电,由于静电感应,使导体B的M端带上负电,而N端则带等量的正电荷.
(1)用导线连接M、N,导线中有无电流流过?
(2)若将M、N分别用导线与大地相连,导线中有无电流流过方向如何
解析:A为带正电的场源电荷,由正电荷即形成的电场的电势分布可知:U A>U B>U地,其中,B是电场中处于静电平衡的导体.U M=U N=U B.当用导线在不同位置间连接时,电流定由高电势流向低电势,而在电势相等的两点间连接时,则导线中无电流通过.所以:
(1)因为U M=U N,故导线中无电流.
(2)因为U M=U N=U B>U地,所以无论用导线将M还是N与大地相连,电流均由导体B流向大地.
【例9】目前国家环保局统一规定常规大气监测的项目是:二氧化
硫,氮氧化物,悬浮颗粒三种大气污染物,其中,在对悬浮颗粒的治
理方法中有一种为静电除尘法,其依据的物理原理是让带电的物质微粒在
力
作用下,几乎都奔向并吸附在上,如图即为静电除尘器的示意图.除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A接到 ,B接到.A,B之间形成很强的电场,而且距B越近电场越强,B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子,正离子跑到B上得到电子变
成.电子奔向正极A的过程中,遇到烟气中的悬浮颗粒,使悬浮颗粒带电,吸附到A上,排出的气体就清洁了.
答案:电场电极高压电源正极高压电源负极空气分子负。