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)
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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
1.4 电场中的导体
一、场强叠加原理
如果场（源电多荷个不点只是电一荷个产点生电荷的，电那场么电）场强度又
是多少呢？
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
E1
E
P点的电场强度，等于+Q1在
E2
该点产生的电场强度E1与-Q2
Q1
Q2
在该点产生的电场强度E2的 矢量和。
内时，电荷将做（ ）
A、向上偏转的类似平抛运动 C
+Q
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
V
+
q
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（BC ） A. B、C球都带电 B .B球不带电，C球带电
E0
EE/ /
E0
No
Image E0：外电场；
E/ ：感应电场
E合 E0－E / 0
E/
E0
E合＝0
E0＝E /
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__处__处_为__零__ ． 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__ ．
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．
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(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．
(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．
三．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__蔽____消除外电场的影响．
C
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。A
B
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：
kq (R L)2 2
R
L
Βιβλιοθήκη Baidu
+q
（向左）即指向点电荷
4.AB和CD为圆上两条相互垂直的
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
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？
No （2）导体内a点感应电场方向？
Imaa• ge E0 感应电场 E /
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
No （向2）？导体内a点感应电场方向？
直径，圆心为O.将电量分别为＋
E
1
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
+Q
E0 +Q
的半径，如图所示．要使圆心处
E
2
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 先将＋q、－q在O点产生的
场强合成
电荷( )
因为＋q、－q与O点构成等边三
A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2q C．应放在C点，Q＝－q
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。
电场中的导体
从电场角度解释静电感应：
F
E0
F
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：
削弱
促使
外电场E0
自由电子 产生 定向移动
产生
感应电荷
感应电场E/
E/
(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．
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．
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
D．应放在D点，Q＝q
O点产生的场强必与E0等大反向
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 ( C )
a
E
Image • 感应电场 E /
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？
No
a
E
Image • 感应电场 E /
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”．
1.4 电场中的导体
一、场强叠加原理
如果场（源电多荷个不点只是电一荷个产点生电荷的，电那场么电）场强度又
是多少呢？
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
E1
E
P点的电场强度，等于+Q1在
E2
该点产生的电场强度E1与-Q2
Q1
Q2
在该点产生的电场强度E2的 矢量和。
内时，电荷将做（ ）
A、向上偏转的类似平抛运动 C
+Q
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
V
+
q
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（BC ） A. B、C球都带电 B .B球不带电，C球带电
E0
EE/ /
E0
No
Image E0：外电场；
E/ ：感应电场
E合 E0－E / 0
E/
E0
E合＝0
E0＝E /
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__处__处_为__零__ ． 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__ ．
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．
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(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．
(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．
三．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__蔽____消除外电场的影响．
C
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。A
B
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：
kq (R L)2 2
R
L
Βιβλιοθήκη Baidu
+q
（向左）即指向点电荷
4.AB和CD为圆上两条相互垂直的
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
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？
No （2）导体内a点感应电场方向？
Imaa• ge E0 感应电场 E /
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
No （向2）？导体内a点感应电场方向？
直径，圆心为O.将电量分别为＋
E
1
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
+Q
E0 +Q
的半径，如图所示．要使圆心处
E
2
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 先将＋q、－q在O点产生的
场强合成
电荷( )
因为＋q、－q与O点构成等边三
A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2q C．应放在C点，Q＝－q
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。
电场中的导体
从电场角度解释静电感应：
F
E0
F
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：
削弱
促使
外电场E0
自由电子 产生 定向移动
产生
感应电荷
感应电场E/
E/
(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．
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．
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
D．应放在D点，Q＝q
O点产生的场强必与E0等大反向
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 ( C )
a
E
Image • 感应电场 E /
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？
No
a
E
Image • 感应电场 E /
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”．