静电感应和静电屏蔽
物理人教版(2019)必修第三册9.4静电的防止与应用(共26张ppt)
C
—
A
A
C
—
—
-
—
+
E′
—
-
—
+
—
-
—
E0
—
—
B
+
E0
—
D
自由电荷在静电力
作用下发生定向移动。
B
D
导体两端的感应电荷在导
体内部产生附加场，场强为
E′，方向与E0 方向相反。
B
C
-
+
-
+
E=0
-
+
-
+
-
+
E0
D
E =E0+ E感′
当E合=0时，自由电子
不再发生定向移动。
⑴定义： 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E′和原电场E0在
影响，这种现象叫做静电屏蔽。
3.实质
E=E0+ E感′
三、尖端放电
静电屏蔽现象演示
4.静电屏蔽的利用
应用1:
超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。
利用2: 野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在输电线的上方还有两条
导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭
（
）
A．A、B两点电场强度相等，且都不为零
B．A、B两点的电场强度不相等
C．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA＞EB
D．当开关S闭合时，电子沿导线向大地移动
二、尖端放电
1.静电平衡时导体上电荷的分布特点
+
++++
物理广角2静电感应静电屏蔽
静电复印的步骤
（1）充电：由电源使硒鼓带正电。
（2）曝光：利用光学系 统将原稿的图文成像在硒鼓
上。硒鼓上有图文成像的地
方没有光照射，这里保持了
正电荷；其他没有像的地方
被光照射，正电荷被导走。
所以，硒鼓上保留了图文的
“静电潜像”。
静电复印的步骤图
（3）显影：使硒鼓上“静电潜像”吸引带负电的墨 粉，墨粉就显示出了被复印的图文。
物理广角2 静电感应 静电屏蔽
在雷雨天，楼房、树 木或人畜遭雷击是因带电 云层跟地面上导体产生静 电感应的结果。
什么是 静电感应呢?
？
一、静电感应
++ +
A
--
+++ + B+ ++
箔片张开的原因是：一个中性的金属导体，它的 原子核内正电荷和原子核外的负电荷（自由电子）， 在导体中是均匀分布的。若把导体放入电场中，导体 中自由电子就会在静电力作用下定向运动。
D
A
金属管A和悬在其中的金属丝B组 成，A接高压电源的正极，B接高 压电源的负极。这样就在管A内 形成了很强的电场，并且距B越 近的地方电场越强。
+ B
C
静电除尘器的工作原理：当
含有粉尘的空气从C进入管A时，
B附近的空气就被强电场电离成
D
正离子和电子。正离子向B运动，
在B处得到电子而还原成空气分
子。电子向A运动的过程中遇到
？
二、静电屏蔽
演 示 实 验
1．静电屏蔽：一个接地的空腔导体能够隔离内外静 电场的影响，这叫做静电屏蔽。
2．静电屏蔽的应用 高层建筑的混凝土墙体和混凝土楼板里有钢筋网， 几乎把房间屏蔽起来。所以在高层建筑里，半导体收音 机的收听效果较差。
防静电的本质是什么原理
防静电的本质是什么原理防静电的本质是通过控制和消除静电的产生和积累，以减少或避免静电对物体和人体的危害。
静电是指物体表面带有正电荷或负电荷的现象，当两个带有相反电荷的物体接触或靠近时，会发生电荷的转移，导致静电的产生和积累。
静电的产生主要有以下几种方式：1. 摩擦电荷：当两个不同材质的物体相互摩擦时，会导致电子的转移，使得一个物体带正电荷，另一个物体带负电荷。
2. 电离：当物体处于高温、高压或强电场等环境中时，分子或原子会发生电离，产生正负电荷。
3. 静电感应：当一个带电物体靠近一个导体时，导体内的电子会被排斥或吸引，导致导体表面带有相反电荷。
静电的积累会对人体和物体产生一系列的危害，如：1. 人体触电：当人体带有静电时，接触带有相反电荷的物体，会发生电荷的转移，导致人体触电，引起不适甚至危险。
2. 物体损坏：静电会对电子元件、半导体器件等敏感物体产生损坏，影响其正常工作。
3. 火灾爆炸：在易燃气体、液体或粉尘环境中，静电的积累可能引发火花，导致火灾或爆炸事故。
为了防止静电的产生和积累，采取了一系列的防静电措施，其原理主要包括以下几个方面：1. 导电接地：通过将物体与地面或大地连接，使得物体上的电荷能够迅速地流失到地面，从而减少或消除静电的积累。
导电接地可以采用导电材料、导电屏蔽等方式实现。
2. 静电消除器：静电消除器是一种能够产生相反电荷并中和静电的装置。
它通过释放相反电荷，使物体上的电荷中和，从而减少或消除静电的积累。
静电消除器可以采用电离风机、电离棒等方式实现。
3. 防静电材料：防静电材料是一种能够导电或抑制静电的材料。
它可以吸收或分散静电，减少静电的积累。
防静电材料可以采用导电聚合物、导电涂层等方式实现。
4. 静电屏蔽：静电屏蔽是一种通过包裹或覆盖物体，阻止静电的产生和积累的方法。
静电屏蔽可以采用金属网、导电涂层等方式实现。
5. 湿度控制：湿度对静电的产生和积累有一定的影响。
在干燥的环境中，静电更容易产生和积累。
静电感应和静电屏蔽
静电感应和静电屏蔽引言：在日常生活中，我们常常会遇到静电现象。
当我们脱掉毛衣时，毛衣和我们的头发之间会有明显的火花；在冬天，我们走动时，衣物和地面摩擦产生的静电会使我们感到不适。
静电感应和静电屏蔽是我们在学习和应用静电现象时不可忽视的重要概念。
本文将通过介绍静电感应和静电屏蔽的原理、应用及相关实验，让读者更好地理解和掌握这两个概念。
正文：一、静电感应静电感应是指当一物体的电荷状态发生改变时，附近其他物体也会受到影响，电荷的重新分布称为静电感应。
静电感应具有以下几个重要特点：1. 对象间的电荷传递：当两个物体接触时，电荷可以通过导电体或静电场转移到另一个物体上。
2. 电荷的分布改变：当物体A带有正电荷时，物体B接近物体A 时，物体B的某一部分会受到物体A的正电荷的排斥而产生负电荷分布。
3. 相关性：静电感应是两个物体间相互作用的结果，一个物体的电荷状态的改变会引起另一个物体的电荷状态改变。
静电感应的实验：可以通过一个简单的实验来观察静电感应的现象。
我们需要准备一个金属小球和一个塑料棒。
首先，用塑料棒摩擦金属小球，使金属小球带有正电荷。
然后将金属小球靠近一个处于自由悬挂状态的金属片，观察金属片上的现象。
可以发现，金属片上会出现一个负电荷区。
这是由于金属小球的正电荷使金属片上的电子流动，导致金属片的一边带有负电荷，另一边带有正电荷。
二、静电屏蔽静电屏蔽是指通过一定的方法，阻止或减弱静电场对周围物体的影响。
静电屏蔽主要有以下几种方式：1. 金属外壳屏蔽：金属外壳通常是用导电材料制成的，通过将需要屏蔽的物体包裹在金属外壳内部，可以防止电场对内部物体的干扰。
2. 接地屏蔽：将物体接地是一种常见的静电屏蔽方法。
通过将物体与大地连接，电荷得以流入地面，从而消除静电场的影响。
3. 屏蔽罩：屏蔽罩通常是以金属网或金属膜的形式使用，可以用于屏蔽电磁波、高频噪声等。
静电屏蔽的实验：可以通过一个简单的实验来观察静电屏蔽的效果。
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷，一种是正电，即用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；另一种带负电，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量，简称电量。
元电荷ｅ＝1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。
２、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种：（１）摩擦起电；（２）接触带电；（３）感应起电。
３、电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多，带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律１、内容：在真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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、公式：221r Q Q kF =，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝9.0×109N ·m 2/C 2３、适用条件：（１）真空中；（２）点电荷。
四、电场强度１、电场：带电体周围存在的一种物质，由电荷激发产生，是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在，在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
２、电场强度：（１）定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
（２）q F E =，取决于电场本身，与ｑ、Ｆ无关，适用于一切电场；2rQK E =，仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
（３）方向：规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
（４）多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
《主题五第三节静电感应静电屏蔽》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版21电工电子类
《静电感应静电屏蔽》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解静电感应的概念，掌握静电感应的产生条件。
2. 理解静电屏蔽的现象和原理，掌握其在生活中的应用。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：静电感应现象的观察和分析，静电屏蔽原理的理解和应用。
2. 教学难点：静电屏蔽原理的深入理解，尤其是静电屏蔽的本质原因。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、演示实验器材、图片、实物模型等。
2. 准备教学内容：制作相关的教学PPT，准备实物模型和实验器材。
3. 安排教学时间：根据实际情况安排，确保学生能够充分理解和掌握相关知识。
教学地点：选择适合教学的场所，如教室、实验室或户外场地等。
教学方法：采用多种教学方法，如讲解、演示、实验、讨论等，以激发学生的学习兴趣和参与度。
评估方式：制定合理的评估方式，如测验、作业、实验报告等，以检查学生的学习效果和掌握程度。
注意事项：在准备和实施教学过程中，需要注意安全问题、教学资源的准备和保管、学生的参与度和纪律等。
总之，科学教育是一门实践性很强的学科，需要教师精心准备和实施教学，确保学生能够获得充分的实践经验和理论知识。
同时，教师还需要不断学习和更新自己的知识和技能，以适应科学教育的发展和变化。
四、教学过程：1. 引入课题* 通过生活实例，如用带电的梳子梳理干燥的头发，观察现象，引入静电感应。
* 回顾初中学过的电学知识，并自然过渡到本节课的主题——静电屏蔽。
2. 讲解静电感应现象* 演示实验：分别用带正电和不带电的物体接触金属小球，观察现象。
* 通过实验现象分析，得出静电感应的概念。
* 讨论：静电感应在生活中的应用。
3. 讲解静电屏蔽现象* 通过实验演示：用带电金属网罩住一个带电的验电器，观察现象。
* 讨论：静电屏蔽的应用及原理。
4. 实例分析* 分析生活中的静电屏蔽现象，如汽车车皮的静电屏蔽。
* 让学生自主讨论并分析其他可能的实例，培养学生的观察能力和思考能力。
静电屏蔽
一．静电感应现象： ：
放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用 下向电场பைடு நூலகம்反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等 量的正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。
二．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。
处于静电平衡状态导体的性质
(1)导体内部的场强处处为零。 (2)导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 (3)导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内部没有净电荷。 (4)处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势面。
三、静电屏蔽：
具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内 部场强为零，而且腔内场强也为零，因而置于腔内的物体 不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。
作业：
1、A、B、C为三个点电荷，带电量和质量都相同，电量为q，质量为m， 相距皆为2a，组成一个等边三角形。现将A、B固定，C能以A、B连线为 轴，以C到A、B连线的距离为半径，在垂直于A、B连线的平面上作匀速 圆周运动，则三个点电荷电性的规律为______，角速度ω 大小为______。 2、如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平 向右的匀强电场区域，场强E=3×104N/C．在两板间用绝缘细线悬挂一个 质量m=5×10-3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角 θ=60°．取g=10m/s2．试求： (1)小球的带电量和电性； (2)悬线的拉力； (3)若小球静止时离右板d=5 3 10 2 m剪断悬线 后，小球经多少时间碰到右极板？ 3、如图所示，质量为m ，带电量为 q的小球，在P 点具有沿PQ方向的初速度v ，为使小球能沿PQ方向 运动，所加的最小匀强电场方向如何？场强大小多 大？加上最小的电场后，小球经多长时间回到P点？
高考物理二轮042.静电感应和静电屏蔽
第42节 静电感应、静电屏蔽和静电的应用1.2012年理综广东卷20．图5是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小【解析】选BD 。
由图可知匀强电场的方向水平向左，故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧，A 错。
在带正电的矿粉下落的过程中，由于受到向左的电场力作用而向左运动，故电场力对带正电的矿粉做正功，该种矿粉的电势能减小BD 正确。
对于带负电的矿粉而言，由于受到水平向右的电场力作用而向右运动，在运动过程中电场力对其做正功，电势能减小，C 错。
故BD 选项正确。
2.2012年理综浙江卷19．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头 发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是 A ．摩擦使笔套带电B ．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C ．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D ．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 【答案】ABC 【考点】电荷守恒定律【解析】绝缘材料做的笔套与头发摩擦，摩擦起电，A 项对；笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷 ，感应起电，B 项对；环刚被吸引向上运动，一定是静电力的合力大于圆环的重力，随后距离减小，引力增大，所以整个过程中静电力的合力大于圆环的重力 ，C 项对。
笔套碰到圆环后，由于笔套是绝缘体，极少电荷转移，所以圆环上仍然多是感应电荷，不能中和，D 项错。
3.2011年理综广东卷21．图为静电除尘器除尘机理的示意图。
尘埃在电场中通过某种 机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘 的目的。
区别：静电感应、静电平衡与静电屏蔽
静电感应、静电平衡与静电屏蔽1、什么叫静电感应？金属导体中存在着大量的自由电子，在一般情况下，自由电子均匀分布在导体内部，导体不显出任何带电现象．若把导体放入电场中，导体内的自由电子受到电场力的作用，要向着和电场相反的方向移动．例如，把一导体B放入带正电的导体A所激发的电场中，导体B中的自由电子就会从左向右运动，自由电子定向运动的结果，使导体B的左端电子逐渐减少，因而显出带正电；同时，导体B的右端电子逐渐增多，因而显出带有等量的负电（由电量守恒知）如图所示．这种导体内的正、负电荷因受外电场作用而重新分布的现象叫做“静电感应”．静电感应过程中出现的电荷称为“感应电荷”，如图所示的q与就是感应电荷．若导体B 原来不带电，则两端的感应电荷绝对值相等；若原来带电，则两端电量的代数和应与导体B原带电量相同．有时也把导体A上所带的电荷Q称作施感电荷，而把导体B上的感应电荷称作被感电荷．根据电力线性质可以证明，在静电感应现象中，导体B右端的感应负电荷绝对值小于等于施感电荷Q．一般情况下，导体B任一端的被感电荷绝对值并不等于施感电荷绝对值，只有当被感导体B把施感导体A全部封闭时，被感导体上的被感电荷绝对值才与施感电荷绝对值相等．如图所示，施感导体A处在金属球壳这个被感导体B中，理论上可证明．静电感应现象给我们提供了一种起电方法．把被感导体B做成一个可分可合的导体组，然后放入施感导体的电场中，如图所示．待被感导体B由于静电感应在左、右两端出现等量异号电荷后，我们再把它分开，如图所示．这样便可使分开的两部分都带上电，从而达到起电的目的．摩擦起电大家都很熟悉，而且清楚地知道摩擦起电所得到的电能是由摩擦时所作的功转化而来．所以，它仍是遵循能量守恒与转化定律的．这里由静电感应的方法起电的电能似乎没有什么来由，其实不然．当我们把被感导体B一分为二时，一定要施感导体存在，这样，当我们分开被感导体的左、右两部分时，就一定要克服与q之间的静电引力而作功．最后，由此法得到的电能就是由此功转化而来的，放利用“静电感应法”起电还是遵循能量转化与守恒定律的．2、什么叫静电平衡？当一带电系统（可以是一个带电导体）中的电荷静止不动，从而电场分布不随时间变化时，我们就说该带电系统达到了静电平衡．如考虑到电荷要作热运动，那我们可换一说法：导体中（包括表面）没有电荷作走向运动的状态叫做导体的静电平衡状态．导体的特点是其体内存有大量自由电子，它们在电场作用下可以移动，从而改变电荷分布；反过来，电荷分布的改变又会影响到电场分布（前节施感导体上的电荷Q之所以偏聚左端就是考虑到这种影响）．由此可见，电场中有导体存在时，电荷分布和电场的分布将互相影响、互相制约，并不是电荷和电场的任何一种分布都是静电平衡分布．必须满足一定的条件，导体才能达到静电平衡分布．导体的静电平衡条件是导体内场强处处为零．关于这个平衡条件，根据导体静电平衡的定义利用反证法极易论证．上面的论述我们并未涉及导体从非静电平衡趋于静电平衡的过程．这种过程事实上是相当复杂的，但也是短促的．下面我们仅举一个例子作定性的说明．如图（a）所示，把一个原先不带电的导体放在电场中．在导体占据的那部分空间里本来是有电场的，各处电势不相等．在电场的作用下，导体中的自由电子将发生移动，结果使导体的一端带上正电，另一端带上负电，这就是我们已熟悉的静电感应现象．然而，这样的过程会不会无休止地进行下去呢？不会的！因为当导体两端积累了正、负电荷之后，它们也会产生一个附加的电场，与外加原电场叠加的结果使导体内、外的电场重新分布．在导体内部的方向是与外加原电场相反的，图（b）．当导体两端的正、负电荷积累到一定程度时，的数值就会大到足以把完全抵消．此时导体内部的总电场（）处处为零，导体内部的自由电荷就不再作定向运动，导体内部左、右两端的正、负电荷也不再增加，于是导体便达到所谓的静电平衡状态．从导体静电平衡条件出发，不难推出静电平衡导体有以下几个特性：（1）导体内部各点的电势相等，整个导体是一个等势体，导体的表面是一个等势面．（2）导体外的场强（实际上仅指导体表面及附近处的场强）处处与它的表面垂直．（3）导体内部各处没有净电荷（即导体内部正负电荷相等而不显电性），电荷只能分布在导体的表面（包括可能的内表面，例如在导体壳内空间有电荷存在时）．导体处于静电平衡状态是有条件的、暂时的．当外电场变化时，导体就不能维持原来的静电平衡状态，而要使电荷在导体的表面重新分布，从而达到新的平衡．值得注意的是，这里所讲的“导体内部场强处处为零”的静电平衡条件，实际上是有附加条件的．例如，导体的温度不均匀，一端维持在，另一端维持在，同时又处于电荷没有宏观运动状态——静电平衡，这时就要求有不为零的内部电场力，以平衡由温度差起源的非静电力．又如化学成分的不均匀使得导体内部有化学起源的非静电力，当它处于静电平衡时，内部也有静电力等．另外，在有些静电平衡状态下，电荷也可以存在导体内部．例如，处于静电平衡的两种金属相接触的交界面上就有电荷的堆积，这时导体也不是等势体．因此，可以认为上述平衡条件是对均匀（包括物理均匀和化学均匀的）导体而言的．在一般情况下，静电平衡条件应改为导体内部可移动的电荷所受的一切合力为零．3、什么叫静电屏蔽？稍作留心，便可发现，一般的电器设备，特别是精密实验仪器，都装有金属外壳（罩）．例如，示波管的外面就套有一个金属罩，为的是使它的内部不受外界电场的干扰，而内部的电场也不对外界产生影响，即让金属罩（壳）把示波管屏蔽起来．那么，为什么金属外壳能起到这种屏蔽作用呢？根据静电平衡知识，电场中的导体，不管是实心的还是中空的，由于静电感应而使电荷在导体的表面重新分布，当达到静电平衡后，导体内部（包括导体空腔内）任意一点的场强为零．装了金属外壳后，可以使处在金属外壳内部的任何电器设备、实验仪器不再受外电场的影响，保持静电平衡状态．如图是用电力统表示仪器金属外壳的屏蔽作用．壳外的带电体能使金属外壳感应带电，但电力线不能穿入壳内．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”．关于静电屏蔽我们还应该注意以下几点：（1）无论导体壳内是否有电荷，壳外电荷的分布均不影响壳内的电场．但这并不是说壳外电荷不在壳内空间产生电场，而仅是壳外电荷与壳表面分布定的感应电荷在壳内空间任一点的合电场为零罢了．（2）如果壳不接地，则壳内电荷将影响壳外电场，但与壳内电荷的位置无关．如一导体球壳，壳内点电荷q在球心与偏离球心位置时，仅改变壳内电场分布，而壳外电场分布相同．（3）接地金属壳的壳内电荷分布不影响壳外的电场．但这并不是说壳内电荷不在壳外空间产生电场，而是壳内电荷与壳内表面感应电荷在壳外空间的合场强处处为零．以上几点的严格证明要用到电动力学中的“唯一性定理”，因超出了中学生知识范畴，故此处不予介绍．4、区别与联系静电感应、静电平衡和静电屏蔽均属于静电现象．此三种现象涉及的对象相同，都是导体（带电与否不限）．另外，三种现象所处的物理背景亦相同，即都在外加电场中（电场均匀与否亦不限）．静电感应描述的仅是导体中正、负电荷在外加电场作用下分离及重新分布现象．它贯穿在导体由非静电平衡到静电平衡为止的整个过程中．静电平衡乃是导体发生静电感应的最终现象，静电平衡着重描述导体中自由电荷的运动状态，它既要考虑外加电场又要考虑感应电荷激发的电场．静电平衡的讨论建立在静电感应的基础上，它最关键、最基本的一点是导体内部合场强处处为零．静电屏蔽着重研究和描述达静电平衡以后导体内外电场的互相影响问题．显然静电屏蔽现象必须建立在静电平衡基础上，而现象的本质仍涉及到静电感应，因为只有同时考虑到外加电场和导体由于静电感应而产生的感应电荷所激发的附加电场，才能深刻完整地认识静电屏蔽现象的本质．。
《主题五 第三节 静电感应 静电屏蔽》教学设计教学反思
《静电感应静电屏蔽》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解静电感应的概念，掌握静电感应的产生条件。
2. 理解静电屏蔽的现象和原理，掌握其在生活中的应用。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：静电感应的产生条件和静电屏蔽的现象和原理。
2. 教学难点：静电屏蔽的原理和应用，以及其在复杂生活环境中的应用分析。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、投影仪、实验器材等。
2. 准备教学视频：展示静电感应和静电屏蔽现象的视频。
3. 准备实例：生活中静电屏蔽现象的实例，供学生讨论和分析。
4. 设计课堂互动问题，引导学生积极思考和讨论。
四、教学过程：1. 引入课题* 通过展示图片或视频，让学生观察静电现象，并引导他们思考产生的原因。
* 提问：你们在生活中见过哪些静电现象？* 引导学生猜测静电产生的原因，并简要解释。
2. 讲解静电感应* 介绍静电感应现象：金属导体在接触带电体后，导体的电荷分布发生变化，产生静电荷。
* 讲解静电感应的特点：静电感应产生的电荷只分布在导体的表面，且导体内部没有电荷分布。
* 引导学生理解静电感应的原理和特点，并通过实验验证。
3. 讲解静电屏蔽* 介绍静电屏蔽现象：当一个带电导体放置在一个不带电的金属壳或者导体空腔内时，内部不会产生电荷，且内部也不受带电导体影响。
* 讲解静电屏蔽的特点：静电屏蔽产生的条件是金属外壳或导体空腔必须接地或者与电场隔离。
* 引导学生理解静电屏蔽的原理和特点，并通过实验验证。
4. 应用举例* 列举生活中常见的静电屏蔽现象，如：高压电线、电视塔等。
* 让学生思考静电屏蔽在实际应用中的优点和缺点，并讨论可能的改进方案。
5. 探究实验* 设计实验让学生观察金属球在接触带电体前后电荷分布的变化，以及金属球对外部电场的影响。
* 引导学生观察实验现象，并解释实验结果。
6. 总结回顾* 回顾本节课所学的知识点，包括静电感应和静电屏蔽的产生原理、特点和应用。
静电实验原理
静电实验原理
1. 静电感应实验
用带电物体靠近一个导体,导体内部的电荷会重新分布,即发生静电感应现象。
通过这个实验可以验证静电感应定理。
2. 静电斥力实验
用两个同种带电物体(正正或负负相斥)靠近,会相互排斥,从而证实同种电荷之间存在斥力。
3. 静电引力实验
用正负不同种类的带电物体靠近,会相互吸引,从而证实异种电荷之间存在引力。
4. 静电放电实验
在两个不同电位的物体之间形成电火花或电晕放电,说明它们之间存在高电位差。
5. 静电屏蔽实验
用导体罩将带电体包裹起来,内部物体将被屏蔽不受静电场影响,验证了静电屏蔽效应。
6. 静电计实验
利用静电场改变金属箔或悬丝的形状或位置,通过观测变化来测量电荷大小和电场强度。
通过这些基本静电实验,可以直观地观察和体会静电场的存在,验证相关定理和公式,加深对静电学基本概念的理解。
关于静电屏蔽的原理及应用
关于静电屏蔽的原理及应用物理系本科1102班谷圣文摘要空腔导体可以屏蔽外电场，而使内部物体不受任何外电场的影响，叫做“静电屏蔽”。
主要讲述静电屏蔽的含义及主要应用。
关键词静电屏蔽；场强；电势。
引例1为什么把鸟放入一个用金属网制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高压电场中，鸟会安然无恙呢？2为什么坦克敢闯高压电网，难道坦克兵不怕触电吗？二、静电平衡状态（一）定义：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（二）处于静电平衡状态导体的性质(1)导体内部的场强处处为零。
(2)导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。
(3)导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内部没净电荷。
(4)处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势面。
（三）静电平衡条件,导体表面是等势面lEd⊥d=⋅=∆-lEUd=⋅=⎰ABABlEU三、静电屏蔽处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。
空腔导体（不论是否接地）的内部空间不受外电荷和电场的影响；接地的空腔导体，腔外空间不受腔内电荷和电场影响，这种现象称为静电屏蔽。
静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。
空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零。
因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。
若空腔导体接地时，外表面上的感应电荷被大地电荷中和，所以不带电荷。
金属空腔是零等势体。
若空腔导体接地，且腔外有带电体时，外表面上的感应电荷被大地电荷部分中和，所带电荷的多少必须保证腔内、腔内表面、腔外表面以及腔外电荷在导体内产生的场强为零，即满足静电平衡条件。
金属空腔是零电位。
当空腔导体接地时金属空腔是零等势体，由静电场边值问题的唯一性定理可以证明：此时壳内的任何电场都不影响外界，也不受外界影响。
三、对静电屏蔽的总结理论基础在静电平蘅状态下，不论是空心导体还是实心导体，不论导体本身带电多少，或者导体是否处于外电场中，必定为等势体，其内部场强为零。
下面我们以封闭导体内的电场为例对静电屏蔽做一讨论。
(2011-2019)年高考物理真题分项汇编：静电感应和静电屏蔽(含解析)
（2011-2019）年高考物理真题分项汇编：静电感应和静电屏蔽（含解析）1.2016年浙江卷15.如图所示，两个不带电的导体A 和B ，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A 、B 下部的金属箔都张开， A.此时A 带正电，B 带负电 B.此时A 电势低，B 电势高C.移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合D.先把A 和B 分开，然后移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合 【答案】C【解析】由于静电感应可知，近端感应出异种电荷，故A 左端带负电，B 右端带正电，处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A 、B 电势相等，选项A 、B 错误；若移去C ，则A 、B 两端的等量异种电荷又重新中和，两端的感应电荷消失，则贴在A 、B 下部的金属箔都闭合，选项C 正确；先把A 和B 分开，然后移去C ，则A 、B 带的电荷仍然存在，故贴在A 、B 下部的金属箔仍张开，选项D 错误；故选C ． 2.2012年理综广东卷20．图5是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有 A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小【解析】选BD 。
由图可知匀强电场的方向水平向左，故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧，A 错。
在带正电的矿粉下落的过程中，由于受到向左的电场力作用而向左运动，故电场力对带正电的矿粉做正功，该种矿粉的电势能减小BD 正确。
对于带负电的矿粉而言，由于受到水平向右的电场力作用而向右运动，在运动过程中电场力对其做正功，电势能减小，C 错。
故BD 选项正确。
3.2012年理综浙江卷19．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
静电感应和静电屏蔽PPT课件 人教课标版
例2. A、B两点间相距0.30m，在A点放一个带电量 8 1 . 0 10C 为 q 的正电荷，在B点放一个带电量 A 8 为q 的负电荷.在两个点电荷连线 1 . 0 10 C B 上方放一个半径为0.15m的金属球，球心O到A点和 B点的距离都是0.30m，则金属球上感应电荷在球 3N/C 1.0 × 10 心处产生的场强大小为_______________。请你在 图上画出场强方向示意图。
二、静电平衡状态的特点
1.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．
2.静电平衡状态的特点
⑴导体内部的场强处处为零
内部:金属导体内部是指金属材料所占的空间(除表面外); 拓展:对于空腔导体,如果空腔内没有带电体的话 , 空腔内合 场强处处为零.空腔也可以认为导体“内部”. 导体内部的场强处处为零,是指在导体内部的任意一点外加电 场和感应电场的场强都是大小相等,方向相反,合场强为零.
静电感应
和静电屏蔽
一、静电感应现象
1.条件：将导体靠近带电体（把导体放入电场中）
2.本质：电子在电场力的作用下定向移动,造成导 体内的自由电子在导体内重新分布,产生感应电荷.
3.规律：导体的近端出现与带电体异种电荷,在 远端出现等量的同种电荷
4.应用：在判断由于静电感应而产生的感应电荷 问题时，首先要确定产生电场的带电体的电性， 其次确定感应导体的远端和近端(离带电体最远的 一端和最近的一端)，最后根据“近端感应出与带 电体电性相反的电荷，远端感应出与带电体电性 相同的电荷”确定各端感应电荷的电性．
＋Q
A
解析：导体内部的场强处处 为零 , 是指在导体内部的任 意一点外加电场和感应电场 的场强都是大小相等 , 方向 相反,合场强为零.即感应电 荷的电场线与点电荷 Q 的电 场线重合，处处疏密程度相 同, 电场线处处反向．
初中二年级物理科目教案了解静电的感应和屏蔽
初中二年级物理科目教案了解静电的感应和屏蔽初中二年级物理科目教案：了解静电的感应和屏蔽概述：本教案旨在帮助初中二年级的学生深入理解静电的感应和屏蔽。
通过实验和讨论，学生将学会感应和屏蔽静电，并掌握相关知识和技能。
教学目标：1. 了解静电的基本知识和概念。
2. 掌握静电感应的原理和实验操作方法。
3. 理解静电屏蔽的原理和实际应用。
4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
5. 提高学生的团队合作和沟通能力。
教学资源及准备：1. 动态白板或黑板。
2. 相关教学图片和实验器材。
3. 学生手册、练习册和笔记本。
教学过程：一、导入（10分钟）1. 教师通过问题导入，引起学生的兴趣和思考："在日常生活中，你们有没有遇到过静电现象？可以举例说明一下。
"2. 学生回答问题，教师引导他们展开对静电现象的讨论。
二、知识讲解（20分钟）1. 教师通过动态白板或黑板上的图示，简要介绍静电、带电物体及带电物体之间的相互作用。
2. 通过实例和生活中的现象，解释静电感应和静电屏蔽的概念和原理。
3. 结合实验，引导学生发现和理解静电感应和屏蔽的过程。
三、实验操作（30分钟）1. 分组进行实验：每个小组由3-4名学生组成。
2. 实验1：静电感应- 实验目的：观察静电感应的现象和原理。
- 实验步骤：a. 实验组准备：一个塑料棒和几张小纸片。
b. 教师演示并引导学生观察，用塑料棒带电后，将其靠近小纸片，观察小纸片的变化。
c. 学生讨论和记录观察结果，总结静电感应的实验规律。
- 实验讨论：学生交流实验结果和体会，教师引导他们总结和理解静电感应的原理。
3. 实验2：静电屏蔽- 实验目的：探究静电屏蔽的原理和应用。
- 实验步骤：a. 实验组准备：一个金属罩和一个带电物体（如橡皮球带负电）。
b. 教师演示并引导学生观察，将带电物体放入金属罩中，观察罩内的带电现象。
c. 学生讨论和记录观察结果，总结静电屏蔽的实验规律。
- 实验讨论：学生交流实验结果和体会，教师引导他们思考和应用静电屏蔽的场景。
第24讲：静电感应和静电屏蔽
静电感应和静电屏蔽
静电现象
A．Q接电源的正极，且电场强度E m=E n
B．Q接电源的正极，且电场强度E m＞E n
E
C．P接电源的正极，且电场强度E m=E n
D．P接电源的正极，且电场强度E m＞E n
其电场分布是图2中的哪一个()
运动，在运动过程中()
A．小球先做减速后加速运动
B．小球做匀速直线运动
C．小球受到的静电力对
小球先做负功，后做正功
D．小球受到的静电力对小球做功为零
荷。
当达到静电平衡时()
A．导体A端电势高于B端电势
有瞬时电流通过
B．导体A端电势低于B端电势
C．导体中心O点的场强为0
D．导体中心O点的场强大小为
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
B．a＞c＞d＞b C．a＞c=d＞b D．a＜b＜c=d A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能张开
4321D B
．导体上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零
A．在B的内表面带正电荷，φB-φC=0 B．在B的右侧外表面带正电荷C．验电器的金箔将张开，φB＜φC D．B的左右两侧电势相等A．导体空腔内任意点的场强B．导体空腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量。
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第42节 静电感应、静电屏蔽和静电的应用
1.2016年浙江卷15.如图所示，两个不带电的导体A 和B ，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A 、B 下部的金属箔都张开，
A.此时A 带正电，B 带负电
B.此时A 电势低，B 电势高
C.移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合
D.先把A 和B 分开，然后移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合 【答案】C
【解析】由于静电感应可知，近端感应出异种电荷，故A 左端带负电，B 右端带正电，处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A 、B 电势相等，选项A 、B 错误；若移去C ，则A 、B 两端的等量异种电荷又重新中和，两端的感应电荷消失，则贴在A 、B 下部的金属箔都闭合，选项C 正确；先把A 和B 分开，然后移去C ，则A 、B 带的电荷仍然存在，故贴在A 、B 下部的金属箔仍张开，选项D 错误；故选C ． 2.2012年理综广东卷
20．图5是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有
A.带正电的矿粉落在右侧
B.电场力对矿粉做正功
C.带负电的矿粉电势能变大
D.带正电的矿粉电势能变小
【解析】选BD 。
由图可知匀强电场的方向水平向左，故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧，A 错。
在带正电的矿粉下落的过程中，由于受到向左的电场力作用而向左运动，故电场力对带正电的矿粉做正功，该种矿粉的电势能减小BD 正确。
对于带负电的矿粉而言，由于受到水平向右的电场力作用而向右运动，在运动过程中电场力对其做正功，电势能减小，C 错。
故BD 选项正确。
3.2012年理综浙江卷
19．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头 发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是
第19题图
A．摩擦使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
【答案】ABC
【解析】绝缘材料做的笔套与头发摩擦，摩擦起电，A项对；笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应
出异号电荷，感应起电，B项对；环刚被吸引向上运动，一定是静电力的合力大于圆环的重力，随
后距离减小，引力增大，所以整个过程中静电力的合力大于圆环的重力，C项对。
笔套碰到圆环后，
由于笔套是绝缘体，极少电荷转移，所以圆环上仍然多是感应电荷，不能中和，D项错。
4.2011年理综广东卷
21．图为静电除尘器除尘机理的示意图。
尘埃在电场中通过某种Array机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘
的目的。
下列表述正确的是
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
答：BD
【解析】由于集电极与电源正极连接，电场方向由集尘板指向放电极，B正确。
而尘埃在电场力作
用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电荷，A错误。
负电荷在电场中受电场力的方向与电场方
向相反，C错误。
根据F=qE可得，D正确。
5.2015年江苏卷2. 静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬∙考异邮》中有“玳瑁吸”之说,但下列不属于静电现象的是（C ）
(A)梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
(B)带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
(C)小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
(D)从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
解析：小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以
选C。
2。