静电平衡与静电屏蔽

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二、静电屏蔽 演示实验
1．静电屏蔽：导体壳或金属网罩（无论接地 与否）可以把外部电场遮住，使其内部不受 外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽．
2．解释：处于静电平衡状态的导体，内部场 强处处为零，将导体挖空，变成一个导体壳， 壳内的场强仍处处为零，金属网罩可以起到 导体壳的作用，所以能使导体壳内或金属网 罩内的区域不受外部电场的影响．
B
思考：上题中，若将 金属球的外壳接地， 则其电场的分布是
（ D）
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课堂小结
1．静电平衡状态： 导体中（包括表面）没有电荷定向运动的状态。
基本特征：处于静电平衡状态的导体，内部场强处 处为零；电荷只分布在导体的外表面。 注意：这里的“场强”，指的是合场强。 2．静电屏蔽：
导体壳或金属网罩可以把外部电场遮住，使其内 部不受外电场的影响． 接地的导体壳或金属网罩可以把内部的电场遮住，使 外部不受内电场的影响。
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：
k
(R
q L
)2
2
R
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L
+q
（向左）即指向点电荷
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谢谢大家！
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证明：处于静电平衡状态的导体，表面上任一 点的场强方向与该点表面垂直。
证：图示，假如表面的场强方 向与该点的表面不垂直，则沿 表面有场强的切向分量Ef ，则 在导体表面的自由电荷将受到 电场力作用而发生定向移动， 这与静电平衡矛盾。
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导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的 是（ ）
A.导体内部处处场强为零 B.表面处场强不为零,曲率半径小的地方场强大 C.电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面处处
垂直
D.电场线在导体处中断
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课外思考:
下图中的C验电器张开吗？为什么?
B
A
C
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例、长为L的导体棒原来不带电，将一带
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3．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，可以防止外电场的干扰．
（2）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网 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．
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课堂练习题：
一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一 个正电荷，其电场的分布是下图中的（ ）
所以，处于静电平衡状态的导 体，表面上任一点的场强方向 与该点表面垂直。
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解释现象：
带电鸟笼中的鸟为什 么安然无恙？
因为金属网罩屏蔽了 外部的电场，网罩内 部没有电场，也不带 电，所以鸟能安然无 恙。
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演示实验
特别注意：
利用静电屏蔽装置屏蔽外部的电场时， 金属外壳接地与不接地都可以起到效果。
但是，利用静电屏蔽装置屏蔽内部的 电场时，金属外壳必须接地，否则起不到 屏蔽的效果。
这个特点可以用法拉第圆筒实验来验证．
法拉第圆筒实验
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（3）处于静电平衡状态的导体表面上 任一点场强方向与该点表面垂直。可用反 证法证明，若不垂直，沿表面有切向分量， 电荷将发生定向移动。 证明
（4）处于静电平衡状态导体是个等势体。 导体表面是等势，沿导体表面移动电荷， 电场力与表面切向垂直，电场力做功为零。 所以电势差为零，表面是等势面。内部处 处E=0，任两点间移动电荷，电场力为零， 任两点等势，所以是等势体。
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一、静电平衡
问题：电子的定向移动能否持续不断地进行下去？
1. 静电平衡：导体中（包括表面）没有电 荷 的定向移动的状态，叫做静电平衡。
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2.静电平衡特点
（1）导体处于静电平衡状态时，内部 场强处处为零。 （2）静电平衡状态时的导体，电荷只 分布在导体的外表面上 ，导体的内部 不可能存在有电荷．
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【复习提问】
1．电场的重要性质是什么？ 答：对放入其中的电荷有力的作用。
2．导体的重要特征（或说导体导电的原因）是 什么？
答：导体内部有大量自由电荷。
3．把不带电金属导体放入电场中，会发生什么现 象? 答:静电感应
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放在电场中的导体会发生什么现象？ 演示实验
外电场力作用 自由电子开始定向移动 导体两端出现感应电荷 感应场强越来越大 合场强越来越小 合场强为0时 自由电子停止定向移动