高中物理 第1章第4节 电场中的导体课件 鲁科版选修3-1

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二、静电平衡与静电屏蔽 1．静电感应现象
导体处在 _电__场__中
导体在两端 出现_等__量__
_异__种__电荷
自由电荷在 _电_场__力__作用 下发生_定_向__
_移__动__
条件 → 现象 →
本质
2．静电平衡
(1)定义：导体中(包括表面上)没有电荷_定__向__移__动__
的状态．
图1-4-6
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(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．
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如图1－4－4所示，金属球壳的内
外表面分别用C、D表示，B球与金属球
壳内表面紧密接触．金属小球A原来带
正电，金属球壳与金属小球B原来不带
电，当用一根导线将A、B两球连接时， 图1-4-4
以下判断中正确的是
()
A．A与B带正电，C带负电，D带正电
B．D带正电，A带正电，B与C不带电
C．只有A带正电，其他均不带电
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图1-4-2
(2)如图1－4－3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．
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图1-4-3
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．
答案：D
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场的叠加的应用
【例1】 在场强为E的匀强电场中，
取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点
固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、
d为相互垂直的两条直线(其中一条沿竖直
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图1-4-5
(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．
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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1－4－6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1－4－6乙)．
静电屏蔽的两种情况
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1－4－5(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(1－4－5乙)所示．
一、场强叠加原理 1．内容：如果几个点电荷同时存在，电场中任 一点的电场强度等于这几个点电荷_各__自__在__该__点__产__生__ _的__电__场__强__度__的矢量和． 2．方法：场强的叠加遵循_平__行__四__边__行__定则． 3．普遍性：不仅点电荷的电场可以叠加，其他 任何电场的场强都可以进行叠加．
AB＝AC＝BC＝6×10－2 m，试
图1-4-1
求：
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(1)C点的场强为________N/C； (2)如果有一个电子静止在C点，它所受的库仑 力的大小为________N，方向________． 答案：(1)5×10－2 (2)8.0×10－21 方向平行AB向左
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新知梳理
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静电平衡导体的电荷分布有什么特点？
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1－4－2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”．
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2.有一接地的导体球壳，如图
1－4－7所示，球心O处放一点电荷q，达到静电平衡时，则 Nhomakorabea()
A．q的电量变化时，壳外电场
随之改变 B．q在壳外产生的电场强度为零
图1-4-7
C．球壳内外表面的电荷在壳外的场强为零
D．q与壳内表面的电荷在壳外的合场强为零
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解析：当导体球壳接地时，壳内电荷在壳 外表面所产生的感应电荷流入大地，或大地内 的电子流入球壳，即壳外表面不带电，这时壳 内电荷与壳内表面的感应电荷在壳内壁以外(包 括导体壳层)任一点的合场强为零．故D正确， A、B、C错误．
D．A带正电，D带负电，B与C不带电
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解析：A与B用导线连接后，A、B两球以及 球壳成为一个大导体，A球表面及球壳的外表面D 相当于大导体的外表面，B球表面及球壳内表面 相当于大导体的内表面．因为静电平衡导体的电 荷只分布在外表面上，故B正确，A、C、D错 误．
答案：B
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(2)特点
①导体内部场强_处__处__为__零__ ．
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②导体表面任一点的场强方向与该处的表面 _垂__直_．
③电荷只分布在导体的_外__表__面__上_ ． 3．静电屏蔽 (1)定义：处于_静__电__平__衡_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_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丝网套，高压线路的检 修人员要穿屏蔽服等，都是利用______静__电__屏消蔽除外 电场的影响．
第4节 电场中的导体
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精彩回眸
1．在力学中我们学习过力的合成法则，请同学
们写出互成角度θ的两个共点力F1、F2合力公式？ 答案：F 合＝ F12＋F22＋2F1F2cos θ
2.如图1－4－1所示，分别在
A、B两点放上点电荷Q1＝＋2× 10－14 C和Q2＝－2×10－14 C，在 AB的垂直平分线上有一点C，且