知识点静电屏蔽
106. 高中物理中的静电屏蔽效应如何理解?

106. 高中物理中的静电屏蔽效应如何理解?关键信息:静电屏蔽效应的定义静电屏蔽效应的原理静电屏蔽效应的应用实例静电屏蔽效应的实验验证静电屏蔽效应的相关物理概念11 静电屏蔽效应的定义静电屏蔽效应是指在静电场中,导体内部的电场强度为零,电荷只分布在导体的外表面,从而使得导体内部不受外部电场影响的现象。
111 静电屏蔽的条件导体要达到静电屏蔽的效果,需要满足以下条件:导体必须是闭合的,或者在静电平衡状态下。
112 静电屏蔽与导体的关系导体的导电性能越好,静电屏蔽的效果越显著。
12 静电屏蔽效应的原理当外部电场作用于导体时,导体中的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动,从而在导体表面形成感应电荷。
这些感应电荷所产生的电场与外部电场相互抵消,导致导体内部的电场强度为零。
121 电场的叠加原理在解释静电屏蔽原理时,电场的叠加原理起着关键作用。
感应电荷产生的电场与外部电场在导体内部叠加,使得合电场强度为零。
122 静电平衡状态导体在电场中达到静电平衡是实现静电屏蔽的重要阶段。
在静电平衡状态下,导体内部没有电荷的定向移动,电荷分布稳定。
13 静电屏蔽效应的应用实例静电屏蔽在实际生活和科学技术中有广泛的应用。
131 电子设备的屏蔽在电子设备中,为了防止外部电场对内部电路的干扰,通常会采用金属外壳进行静电屏蔽。
132 高压输电线路高压输电线路中的金属导线周围会产生较强的电场,为了保障线路附近人员和设备的安全,采用金属屏蔽网来削弱电场。
133 实验室中的静电屏蔽在一些精密的物理实验中,为了排除外界电场的干扰,实验装置会被置于静电屏蔽的环境中。
14 静电屏蔽效应的实验验证通过实验可以直观地观察和验证静电屏蔽效应。
141 法拉第笼实验将一个金属笼置于电场中,笼内的物体不会受到电场的影响,验证了静电屏蔽的效果。
142 静电感应实验通过观察导体在电场中的电荷分布和电场强度的变化,来验证静电屏蔽的原理。
15 静电屏蔽效应的相关物理概念理解静电屏蔽效应还需要涉及一些相关的物理概念。
静电屏蔽 专题
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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.。
静电屏蔽
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E0
导体中(包括表面)没有电荷定向移动 的状态,叫静电平衡状态。
电场中导体的静电平衡
-
+ + +
静电平衡状态下导体的特点 (1)导体内部没有电荷定向移动. (2)导体内部的场强处处为零.(必要条件) (3)电荷只能分布在导体的外表面(感应电荷分布在导体的两 端——近端和远端) (4)电场线在导体内部中断
法 拉 第 圆 筒 实 验 结论:带电导体在稳定时,其电荷均分
布在外表面.
静电平衡状态下导体的两种类型:
(1)电场中导体的静电平衡
+ + +
(2)带电体的静电平衡
静电平衡状态下导体的特点:
(1)导体内部没有电荷定向移动. (2)导体内部的场强处处为零。(必要条件) (3)电荷只能分布在导体的外表面(感应电荷分布在导体的两 端——近端和远端,净电荷分布在导体外表面) (4)电场线在导体内部中断
(5)导体表面上任何一点场强方向与该点表面垂直
静电屏蔽的电场线模拟
金属网罩或空腔导体起到了静电屏蔽的作用其内 表面根本没有带上电荷,内部也没有电场..
静电屏蔽实验
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
Байду номын сангаас
课堂练习
长为L的导体棒原来不带电,现将一电荷量 为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地 方,如图所示。达到静电平衡后,棒上的感 应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大? 方向如何?
+q
R O L
网络 新闻
英科学家将表演"特技" 触摸百万伏高压电
两位英国科学家下个 月将在伦敦进行一次危险 的电力学表演。根据表演 计划,其中一名科学家将 把另一位科学家关进一个 铁笼子里,然后用数百万 伏特的电流对其进行电击。 鉴于表演的危险性,两名 科学家事先都买好了价值 1200万英镑的保险。
静电屏蔽的原理及应用方法
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静电屏蔽的原理及应用方法一、静电屏蔽的原理静电屏蔽是一种有效地防止静电干扰的方法。
通过减少静电的累积和消散,从而避免对电子设备的损坏。
静电屏蔽有以下几种原理:1. 接地屏蔽法接地屏蔽是最常见的一种静电屏蔽方法。
其原理是将电子设备与大地连接,使静电通过接地线路消散。
这样可以有效地减少静电的累积和干扰,保护设备免受静电损害。
2. 金属屏蔽法金属屏蔽是利用金属材料对静电进行屏蔽的方法。
金属表面具有良好的导电性,可以迅速将静电分散,减少静电的积累。
常见的金属屏蔽材料包括铜、铝等。
3. 绝缘屏蔽法绝缘屏蔽是利用绝缘材料对静电进行屏蔽的方法。
绝缘材料具有良好的绝缘性能,可以阻止静电的传导。
绝缘屏蔽适用于需要保护静电敏感的电子设备,防止静电对设备的损害。
二、静电屏蔽的应用方法静电屏蔽广泛应用于各个领域,下面列举了几种常见的静电屏蔽应用方法:1. 静电屏蔽包装静电屏蔽包装是将电子元件或产品放置在静电屏蔽袋或盒中,以防止静电的干扰。
这种包装材料通常由导电材料制成,可以有效地将静电分散,保护产品不受静电损害。
2. 接地屏蔽接地屏蔽是将设备与大地连接,使静电通过接地线路消散。
这种方法常用于电子设备、通信设备等领域,可以有效地减少静电的累积和干扰,保护设备的正常运行。
3. 金属屏蔽金属屏蔽是将静电屏蔽材料制作成盒、罩等形状,覆盖在电子设备的外部,以防止静电的干扰。
金属屏蔽通常由金属材料制成,具有良好的导电性,可以迅速将静电分散。
4. 绝缘屏蔽绝缘屏蔽是使用绝缘材料对电子设备进行包装,以防止静电的传导。
这种方法常用于静电敏感的电子设备,可以有效地阻止静电对设备的损害。
5. 电离屏蔽电离屏蔽是利用电离气体的性质对静电进行屏蔽的方法。
通过在设备周围形成电离层,可以吸引并中和空气中的静电,减少静电的干扰。
6. 接地导电涂层接地导电涂层是将导电性较好的材料涂覆在电子设备的表面,以形成导电层,防止静电的干扰。
这种方法适用于对设备外壳进行处理,增加导电性。
静电屏蔽的原理高中物理
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静电屏蔽的原理高中物理静电屏蔽,听起来是不是有点像科幻片里的超能力?其实,它可是我们日常生活中随处可见的神奇魔法。
今天,咱们就来聊聊这个让电子设备“电”不漏电的秘密武器——静电屏蔽。
首先得知道,静电屏蔽可不是个新玩意儿,它可是物理学的老祖宗了。
想象一下,你手上拿着手机,突然被一只猫给抓了一下。
这时候,你的手机屏幕上就出现了一道小小的“闪电”,这就是静电放电啦。
而静电屏蔽呢,就是用一种特殊材料来挡住这些“小闪电”,不让它们跑到手机屏幕上去,保持屏幕的干净和亮丽。
那么,静电屏蔽是怎么工作的呢?简单来说,就像是一个超级大的“静电屏蔽罩”,把那些可能引起问题的静电全都挡在外面。
这个“静电屏蔽罩”通常是用导电性能非常好的材料制成的,比如铜或者铝箔。
当静电产生时,它会迅速通过这些导电材料传导出去,而不是留在设备上造成损害。
举个例子,如果你的手机不小心掉到了地上,地上又湿又滑,很容易就能积累起静电。
这时候,如果旁边有一片铜箔或者铝箔,你就可以把它铺在地上,这样一来,手机就不会因为静电而“受伤”了。
因为铜箔和铝箔本身就有很强的导电性,它们可以迅速地把地面上的静电导走,保护下面的设备不受静电的影响。
当然了,静电屏蔽不仅仅是为了保护电子设备。
在工业生产中,静电屏蔽也有着举足轻重的作用。
比如,在制造电路板的过程中,为了防止静电对元件造成损坏,就需要用到静电屏蔽技术。
在实验室里进行化学实验时,也需要使用静电屏蔽来防止静电对实验结果产生影响。
静电屏蔽就像是我们生活中的一个隐形的守护神,它默默地保护着我们的电子设备免受静电的侵害。
虽然它看起来不起眼,但如果没有它,我们手中的智能手机、笔记本电脑、甚至家里的电视都可能变成“电老虎”,让你手忙脚乱。
所以,下次当你看到静电屏蔽这个词时,不要以为它是高科技的产物哦,它其实就是我们生活中的一个简单却非常重要的小帮手。
5、静电屏蔽(广)
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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
高中物理 13.5静电屏蔽课件 新人教版选修1-1 精品

静电屏蔽
§13.4静电屏蔽
主讲人:陈莹
导体:金 属 电解液
自由电子的移动 正、负离子的移动
A
B
电荷间的相互作用是通过电场来实现的
电场中的导体:
A
C
-
-
--
-
E0
-
-
-
B
D
1,导体中自由电荷在 电场力作用下将发生 定向移动.
A
C
-
E'
-
-
E'
-
E'
B
-D
2, 导体两端出现感应电 荷, 感应电荷在导体中 中产生反方向的附加场.
d导体是等势体,导体外表面是等势体 2,静电屏蔽
A概念:静电平衡时,导体壳内部区域不受外电
场影响的现象.
B生活事例:
思考:电力工作人员有时需要带电作业,怎
样才能保证他们的生命安全? 全身穿戴金属丝网制成 的衣,帽,鞋,手套等。
分析“带电鸟笼里的鸟安然无恙”的原因么?
强大的电流只存在笼外表 面,笼内表面并无电流。
电场中的导体:
A
C
-
-
-
-
E0
- E'
-
-
B
D
3,感应电荷的电场增到与 外电场相等时,导体内合 场强为零。自由电荷的定 向移动停止 .
A
C
-
-
- E=0 E0
-
-
-
B
D
4,静电平衡:导体 中(含表面)无电 荷定向移动的状态, 就叫.静电平衡状态
处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零
法拉第圆筒实验:
静电荷:导体内稳定不动的电荷 净电荷:使孤立导体带电的电荷
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?
静电屏蔽的基本原理

静电屏蔽的基本原理
静电屏蔽的基本原理是:
导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动。
这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边,这就是静电感应现象。
由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内。
根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加,等到反向的电场叠加而互相抵消,使得导体内部总电场强度为零。
当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再定向移动。
物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。
处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。
由此可推知,处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
如果这个导体是中空的,当它达到静电平衡时,内部也将没有电场。
这样,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响,这种现象称为静电屏蔽。
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。
静电屏蔽原理

静电屏蔽原理
静电屏蔽是一种常见的电磁屏蔽技术,它主要应用在电子设备、通讯设备、航空航天设备等领域,用于防止电磁干扰和静电放电对设备的损害。
静电屏蔽原理是通过合理设计和布置导电材料,使得电磁波或静电场无法穿透到被屏蔽的区域,从而保护设备的正常工作。
静电屏蔽的原理主要包括静电场屏蔽和电磁波屏蔽两种方式。
静电场屏蔽是通过导电材料将静电场的能量分散到大范围区域,从而减小静电场的强度,达到屏蔽的效果。
而电磁波屏蔽则是通过导电材料吸收或反射电磁波的能量,使得电磁波无法穿透到被屏蔽区域,从而实现屏蔽的目的。
在静电屏蔽的设计中,需要考虑导电材料的选择和布置。
常见的导电材料包括铜、铝、镍等金属材料,以及导电涂料、导电布等。
这些导电材料具有良好的导电性能,能够有效地吸收或反射电磁波的能量,从而实现屏蔽的效果。
在布置方面,需要确保导电材料能够完全覆盖被屏蔽区域,并且导电材料之间需要良好地接地连接,以确保屏蔽效果的稳定和可靠。
除了导电材料的选择和布置,静电屏蔽的效果还受到频率和波长的影响。
对于不同频率和波长的电磁波或静电场,需要采用不同的屏蔽材料和屏蔽结构,以保证屏蔽效果的最大化。
此外,还需要考虑到设备的使用环境和工作条件,以确保静电屏蔽能够在各种复杂的环境下保持良好的屏蔽效果。
总的来说,静电屏蔽是一种重要的电磁屏蔽技术,它能够有效地保护设备免受电磁干扰和静电放电的影响。
通过合理设计和布置导电材料,静电屏蔽能够实现对电磁波和静电场的屏蔽,从而确保设备的正常工作。
在实际应用中,需要根据不同的需求和环境条件,选择合适的屏蔽材料和屏蔽结构,以实现最佳的屏蔽效果。
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。
静电屏蔽原理的由来和应用

静电屏蔽原理的由来和应用1. 静电屏蔽的产生和原理静电屏蔽是指通过各种手段,来减少或抑制静电的干扰和影响。
静电是指物体表面带有的电荷,当两个物体的电荷不平衡时,就会发生静电,从而产生电场和电势差,导致静电干扰。
静电屏蔽原理的出现与电子技术的发展密切相关。
在电子设备和电子线路中,静电干扰会引起电子元器件的故障和不稳定。
为了保证电子设备的正常工作,人们开展了静电屏蔽的研究和应用。
静电屏蔽的主要原理可以归纳如下:•接地原理:将电子器件和线路连接到地面或者地线,使得静电能够通过接地来释放,减少对电子元器件的干扰;•屏蔽原理:使用导电材料制作屏蔽体,通过屏蔽体的导电性,将静电场分散或引导,从而达到屏蔽效果;•阻隔原理:使用绝缘材料对电子器件和线路进行包裹,阻隔静电的接触和传导。
2. 静电屏蔽的应用静电屏蔽技术被广泛应用于各个领域,以下是一些主要的应用领域:2.1 电子设备制造在电子设备制造过程中,静电屏蔽技术是十分重要的。
静电干扰会对电子元器件的性能和可靠性产生不良影响。
因此,在电子设备的生产线上,采取一系列的静电屏蔽措施是必要的。
比如,在组装过程中,可以使用带有静电屏蔽涂层的工作手套和工作服,以减少静电的产生和传导;在仓储和运输过程中,使用静电屏蔽包装材料,保护电子元器件的安全。
2.2 电子线路设计在电子线路的设计过程中,考虑到静电屏蔽是非常重要的。
通过合理的电路设计和阻隔层的选择,可以有效地降低静电干扰对电子线路的影响。
电子线路设计中的静电屏蔽往往包括以下几个方面:•阻隔层的设置:在电路板设计中,合理设置阻隔层可以防止静电直接对电子元器件产生影响;•接地设计:合理的接地设计能够为静电提供一个释放的通道,降低对电子线路的干扰;•屏蔽设计:在需要高屏蔽效果的电子线路中,使用屏蔽罩或者屏蔽盖,对电子元器件进行保护。
2.3 医疗设备静电屏蔽技术在医疗设备中也起到了重要的作用。
医疗设备通常需要强大的抗干扰能力,以保障医疗过程的准确性和安全性。
静电屏蔽原理 -回复
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静电屏蔽原理 -回复
静电屏蔽是一种用来防止静电干扰的技术。
静电屏蔽的原理基于静电场行为和导体的导电性质。
静电场是由带电粒子(例如电荷)在周围形成的电场。
当一个带电物体靠近其他物体时,它的电场会影响到周围的物体,导致静电干扰。
静电干扰可能会引起电子设备的故障、干扰通信信号等。
静电屏蔽的关键是使用导体来吸收和分散静电场。
导体的导电性质使得它具有自由移动的电子,当静电场作用于导体上时,导体内的电子会被吸引或排斥移动,从而抵消或减弱静电场的影响。
常见的静电屏蔽技术包括使用金属或导电涂层来包裹敏感电子设备或通信线路,使得静电场优先影响到屏蔽材料上而不是设备或线路本身。
此外,使用接地系统也可以将静电干扰引导到地下,进一步减轻干扰的影响。
总之,静电屏蔽通过使用导体吸收和分散静电场,从而防止静电干扰的发生。
静电屏蔽学习.pptx
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空气电离
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
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应用: 避雷针
应用:避雷针
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闪电防护
• 雷鸣电闪时在室外的人,为防雷击,应当遵从四条原则. • 一是人体应尽量降低自己,以免作为凸出尖端而被闪电直接击中,所以人
长得高还是一件非常痛苦的事情. • 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害.所
态时,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。
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研究静电平衡时导体内部的电荷 ——法拉第圆筒 实验
结论: •1.导体内部没有电荷,电荷分布在导体 的外表面 •2.导体表面越尖锐的位置电荷越密集, 凹陷的位置几乎没有电荷
第14页/共36页
小结:处于静电平衡状态导体的性质
拉第圆筒)和一个验电器相距较远地放置。
现用一个(不带电的)带绝缘手柄的金属小
球先与圆筒的外壁接触、再与验电器的小球
接触,验电器的箔片会 ;让系统回到初
始状态,用小球先与圆筒的内壁接触、再与
验电器小球接触,验电器的箔片将会
;
让系统回到初始状态,另用一根长导线将圆
筒的内壁和验电器的小球相连,验电器的箔
片将会
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结论:导体处于静电平衡状
态时,其表面任一点场方向跟 该点表面垂直。
E
+ +++ ++++ -- - - -- --
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思考: 电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢?
均匀球形导体
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静电平衡状态下导体的电场 静电平衡状态
高二物理静电屏蔽、静电的利用和防止通用版知识精讲
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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。
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图 1-7-3
图 1-7-4
(3)如图 1-7-4,感应电荷在导体内部产生电场 E′,与 叠加 .只要内部合场强不为零,自由电子就会继 原电场__________ 定向移动 . 续做__________
2.导体处于静电平衡状态 零 时,即 E′=E (1)如图 1 -7-5,当内部合场强为______ 时,自由电子不再发生定向移动.
(2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的
电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
【例 1】(双选)如图 1-7-8 所示,Q 为带负电的绝缘小球,
AB 为一原来不带电的中性导体且放在 Q 附近,达到静电平衡
状态时,下列判断正确的是( )
A.A 端的电势高于 B 端的电势 B.以无限远处或大地为电势零 点,导体 AB 的电势大于零 C.A、B 两端电势相等 D.导体内的场强大小均为零 图 1-7-8
7 静电现象的应用
1.静电平衡状态:处于电场中的导体内外电场相互叠加,
使导体内部电场减弱,直至为零,导体内部自由电子不再发生
定向移动 的状态. __________
密度 很大,附近的电 2.空气的电离:导体尖端的电荷________ 强 场很________ ,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下剧烈 运动撞击空气中的气体分子,从而使分子的正负电荷分离的现 象.
图 1-7-9 答案:CD
【触类旁通】 1.如图 1-7-10 所示,在真空中把一绝缘导体 AB 向带 负电小球 P 缓慢地靠近的过程中,下列说法不正确的是( A.B 端的感应电荷越来越多 B.导体内部场强越来越大 C.导体的感应电荷在 M 点产生 的场强恒大于在 N 点产生的场强 D.稳定时导体中 M、N 两点的 电势相等 图 1-7-10 )
答案:C
中和空气的电荷,达到避免雷击的目的.
【例 2】避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地 B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷
)
C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入
大地
D.以上说法都不对 解析:带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针的尖端感应 出与云层相反的静电,达到一定程度就向空中放电,中和云层 中的电荷,从而避免遭受雷击.所以只有 B 正确. 答案:B
【触类旁通】 2.通常情况下空气是不导电的,但是当在每米长度的电压 达到 6.0×105 V 时,空气将被电离而发生放电现象.已知某次 闪电的长度为 500 m,发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约 为多少?
解:因为闪电时,每米长度的电压达到 6.0×105 V,所以
发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约为 U=Ed=6.0×105 V/m×500 m=3.0×108 V.
1.静电屏蔽的两种情况 (1)金属壳内部空间不受外部电场的影响. 如图 1-7-13 甲所示,使带电的金属球靠近验电器.由于 静电感应,验电器的箔片张开,这表明验电器受到了外电场的 影响.如果事先用金属网罩把验电器罩住,如图乙所示,验电 器的箔片就不张开,即使把验电器和金属网罩连接起来,箔片 也不张开.这表明金属网罩能把外电场挡住,使罩内仪器不受 外电场影响.
屏蔽外电场或内电场作用的是(
)
A
B
C
D
解析:A 图中,由于金属壳发生静电感应,内部场强为零,
金属壳起到屏蔽外电场的作用;B 图中金属壳同大地连为一体,
同 A 一样,外壳起到屏蔽外电场的作用;C 图中电荷会引起金
属壳内外表面带电,外表面电荷会在壳外空间中产生电场,即 金属壳不起屏蔽作用;D 图中,将金属壳接地后,外表面不带 电,壳外不产生电场,金属壳起屏蔽内电场的作用.
解析:首先带正电的小球 C 从球壳 A 开口处被放入球壳中
央,根据静电感应现象可知,球壳内表面感应出负电荷,外表
面感应出正电荷.手接触球壳相当于球壳接地,由地面上来的
电子与球壳表面正电荷中和,使球壳外表面不带电,球壳外表
面电势为零,此时球壳对外起静电屏蔽作用,球壳内的电场不 影响外部. 答案:B
【触类旁通】 3.下列图中,金属壳放在光滑的绝缘水平垫上,不能起到
2.尖端放电的过程:导体尖端的电荷密度大→尖端附近的
电场强→空气中残留的带电粒子剧烈运动→空气电离→正负电
荷奔向异种电荷→尖端失去电荷→尖端放电. 3.避雷针的原理:当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静 电感应,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集
到避雷针的尖端.通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,
2005 年,两位英国科学家在伦敦进行了一次危险的电力学 表演.其中一名科学家把另一位科学家关进一个名叫“法拉第 笼”的特殊铁笼子里,然后用数百万伏特的电流对其进行电击. 鉴于表演的危险性,两名科学家事先都买好了价值 1 200 万英 镑的保险.
图 1-7-12
讨论: (1)空腔导体的特点:空腔导体能把外电场挡住,空腔内 没有 填“有”或“没有”)电场,空腔内不受 外电场 ________( ________的 影响. 内部 起到 (2)静电屏蔽:导体的外壳( 金属网罩)对它的______ 内部 “保护”作用,使它的 ______不受外电场 __________的影响,这种现 象称为静电屏蔽.
图 1-7-11
讨论: (1)文中的“天电”就是我们日常所说的闪电,闪电是怎 样产生的? 当雷雨云过境时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相 对的下垫面变成正电荷中心,于是在云底与地面间形成强电场. 在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶草、林木、岩石等尖 端附近,等电势面就会很密集,这里电场强度极大,空气发生 电离,因而形成从地表向大气的尖端放电,这就是闪电的形成
图 1-7-13
(2)接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响. 若一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷+q,由于静电 感应,导体壳内外表面感应出等量的异种电荷,其电场线如图
1-7-14 甲所示.当把导体壳接地后,+q 在壳内的电场对壳
外空间就没有影响了,如图乙所示.
图 1-7-14
2.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,可以防止电场的干扰. (2)电力工人高压带电作业,全身穿着用金属丝网制成的 衣、帽、手套、鞋,可以对人体起到静电屏蔽作用,使人安全 作业.
知识点 2
尖端放电
1752 年 7 月在费城一次雷雨天气中,富兰克林把风筝放入 空中,冒着极大的生命危险,把“天电”引入了莱顿瓶,成功 地证实了闪电的特性.1753 年他在充分研究了“天电”特性并 进行大量实验的基础上发现了尖端放电现象,从而发明了避雷 针.这是人类在征服大自然的道路上迈出的具有重大意义的一 步.
4.研究静电平衡时导体内表面的电荷
图 1-7-7
张开 (1)现象:图 1-7-7 甲中,A 的箔片____________ ;图乙 没有张开 中,A 的箔片____________. 没有 填“有”或 (2)结论:静电平衡时,导体内表面________( “没有”)电荷.
1.静电平衡状态下导体的特点 (1)导体内部场强处处为零(不为零则自由电子将继续移动 直至合场强为零).
相反 3.尖端放电:所带电荷与导体尖端的电荷符号________ 中和 , 的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷________ 相当于导体从尖端失去电荷的现象. 4.处于静电平衡中的导体,内部场强处处为零的原因是 ( C )
A.外电场不能进入导体内部
B.所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零 C.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 D.以上解释都不正确
5.将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的固定的 金属空心球壳 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,如图 1-7-1 所示,于是有( B ) 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 图 1-7-1
(2)导体是个等势体,而且它的表面是个等势面. (3)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.
2.地球是一个极大的导体,可以认为处于静电平衡状态, 所以它是一个等势体.这是我们常常把大地选做零电势体的一 个原因. 3.导体上电荷的分布 (1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面.
【例 3】如图 1-7-15 所示,A 为空心金属球壳,B 为金 属球.将另一带正电的小球 C 从球壳 A 开口处放入球壳中央, 不接触球壳,然后用手摸一下球壳,再用手接触一下 B 球,再 移走 C 球,则( )
A.球壳 A 带负电,B 球带正电 B.球壳 A 带负电,B 球不带电 C.球壳 A 和 B 球都带负电 D.球壳 Βιβλιοθήκη 和 B 球都带正电 图 1-7-15
图 1-7-5
图 1-7-6
(2)如图 1-7-6,处于静电平衡状态的导体,内部的电场处
零 处为________ .
3.讨论 (1)若静电平衡时导体内部场强不为零,会出现什么现象?
(2)若静电平衡时导体不是等势体,会出现什么现象?
(3)若静电平衡时导体外部表面附近任何一点的场强方向 不与该点的表面垂直,会出现什么现象?
知识点 1 静电平衡状态下导体的电场及其电荷的分布
1.静电感应 (1)如图 1-7-2,将金属导体置于电场强度为 E 的电场中, 自由电子 在电场力的作用下 , 将发生 导体内的 _______________ 定向移动 _______________ .
图 1-7-2
等量异种 电荷, (2)如图 1-7-3,在导体两端,积聚____________ 即静电感应现象.
原因.
相反 的粒 (2)尖端放电:所带电荷与导体尖端的电荷符号______
中和 ,相当 子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷________