静电平衡状态下导体的特点

图 1－7－1 ②如图 1－7－1 乙所示，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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[特别提醒] (1)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。 (2)净电荷是指导体内未被中和抵消的剩余电荷，感应电荷 是指由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷。
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Q M 点距小球 P 的距离比 N 点要近，由 E＝k 2可知，带负电小 r 球 P 在 M 点产生的电场强度大于在 N 点产生的电场强度。 而 导体内部的合电场强度处处为零，那么导体上的感应电荷在 M 点产生的附加电场的电场强度就大于在 N 点产生的附加电 场的电场强度，故选项 C 正确，D 错误。
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由电子的定向移动的力度会进一步加大，当外加电场与附加电 场等大时，自由电子受力平衡，定向移动结束。导体处于静电 平衡状态，此时，外加电场与附加电场矢量和为零，即导体内 部的电场强度处处为零。 (2)静电平衡时，导体内部表现为电中性，若不是这样，导 体内部某一区域表现出某种电性，它激发的电场就会使自由电 子定向移动，直到这一区域表现为电中性为止。
(2)应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两 条导线与大地相连，都是利用静电屏蔽现象清除外电场的影响。
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[重点诠释] 两种典型的静电屏蔽现象 (1) 外屏蔽：如图 1－7－3 所示，若空腔 导体内有带电体，在静电平衡时，它的内表面 将产生等量异号的感应电荷。如果外壳不接 地，则外表面会产生与内部带电体等量而同号 的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外界产 图 1－7－3
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解析：绝缘导体移近带负电的小球 P 时，导体中的自由电子 受到带负电小球 P 产生的电场的作用力变大，使自由电子不 断地向 B 端移动，AB 两端的感应电荷不断增多，故选项 A 正确。 由于导体 AB 是缓慢移动，导体处于静电平衡是在很短的时 间内完成的，缓慢移动过程中的各个状态，带负电小球 P 产 生的电场和导体 AB 上感应电荷的电场叠加的结果均会使导 体内部各处的合电场强度总等于零，故选项 B 错误。
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。
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[重点诠释] 1.对处于静电平衡状态下的导体内部电场强度特点的 理解 (1)处在电场中的导体，导体中大量的自由电子会在电 场力的作用下发生定向移动，在导体的两端出现等量异种 电荷，称为感应电荷。感应电荷会在导体内部激发附加电 场，该电场会阻碍自由电子的定向移动，只要外加电场还 大于附加电场，定向移动就会继续进行，导体两端的感应 电荷就会进一步增加，附加电场就会进一步增强，阻碍自
生影响，这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部 带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽。
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(2)全屏蔽：如图 1－7－4 所示，如果外 壳接地，即使内部有带电体存在，这时内表 面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和 为零，而外表面产生的感应电荷通过接地流 入大地。外界对壳内无法影响，内部带电 图 1－7－4 体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
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第 7 节
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1.静电平衡状态是指处在电场中的导体内的自 由电子不再发生定向移动的状态。 2.处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表 面是等势面，其内部电场强度处处为零。 3.尖端放电现象是导体尖端失去电荷的现象。 4.金属壳达到静电平衡时，其内部不受外部电 场影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽。
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1.静电平衡状态
［自学教材］
导体中(包括表面) 自由电子 不再发生定向移动，我们就
认为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)处于静电平衡状态的导体，内部 电场 处处为零。 (2)处于静电平衡状态的整个导体是一个 等势体 ，它的表 面是一个等势面。 (3)表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟 导体表面 垂直 。 返回
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2.静电平衡状态下导体的电荷分布特点 (1)内、外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导体内部 没有净电荷。 (2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷 的位置几乎没有电荷。 (3)“远近端”电荷的电性相反，电荷量相等。
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①如图 1－7－1 甲所示，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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1.如图 1－7－2 所示， 在真空中把一绝缘导体 AB 向带负电的小 球 P 缓慢地靠近(不相接触)时，下列说法中正确的是( )
图 1－7－2
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A.B 端的感应电荷越来越多 B.导体内部电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在 M 点产生的电场强度大于在 N 点产生 的电场强度 D.导体的感应电荷在 M、N 两点产生的电场强度相等
答案： AC
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[自学教材]
1.尖端放电现象 (1)空气的电离：空气中残留的带电粒子在 强电场 的
作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也 就是使分子中的正、负电荷 分离 的现象。
(2)尖端放电：那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相 反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和 ， 相当于导体从尖端 失去 电荷，这个现象叫做尖端放电。 返回
(3)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光滑会减少电能的损失。 2.静电屏蔽
(1)定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外
保持为零 有电场，由于壳内电场强度 ，外电场对壳内的仪器也 。 屏蔽 不会产生影响，金属壳的这种作用叫做静电