高中物理竞赛第18章静电场中的导体和电介质课件.ppt
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1、第十八章第十八章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质18-1电场中的导体电场中的导体 一、导体的静电平衡状态一、导体的静电平衡状态+-结果:结果:(1)导体内)导体内(2)(3)定义:称这种静电场中导体内部和表面定义:称这种静电场中导体内部和表面 都没有电荷定向移动的状态为导都没有电荷定向移动的状态为导 体的静电平衡状态。体的静电平衡状态。产生的条件:产生的条件:导出的重要结论:导出的重要结论:处于静电平衡的导体是等势体,处于静电平衡的导体是等势体,其表面是等势面。其表面是等势面。书记在纪检干部家属座谈会上的发言书记在纪检干部家属座谈会上的发言(20 xx年年11月月11日日)女士们
2、、同志们、朋友们女士们、同志们、朋友们:“秋空明月悬秋空明月悬,桂花飘香飞桂花飘香飞”,金秋送爽金秋送爽,硕果累累。今天硕果累累。今天,我我们把各位家属朋友请到一起来们把各位家属朋友请到一起来,就是欢聚一堂就是欢聚一堂,畅所欲言畅所欲言,拉拉家常拉拉家常,说说情谊说说情谊,谈谈心声。刚才谈谈心声。刚才,11位家属朋友的发言情真意切位家属朋友的发言情真意切,感人至深。今年以来感人至深。今年以来,全体纪检监察干部围绕心全体纪检监察干部围绕心,服务大局服务大局,恪恪尽职守尽职守,开拓创新开拓创新,特别是在困难多、压力大、任务重的情况下特别是在困难多、压力大、任务重的情况下,勇于克服阻力和障碍勇于克服
3、阻力和障碍,善于排除干扰和困惑善于排除干扰和困惑,齐心协力齐心协力,艰苦奋斗艰苦奋斗,努力工作努力工作,为开创全区党风廉政建设和反腐败工作的新局面为开创全区党风廉政建设和反腐败工作的新局面,为维为维护和促进全区改革发展稳定的大局护和促进全区改革发展稳定的大局,付出了辛勤的劳动付出了辛勤的劳动,作出了很作出了很大的牺牲。应该说大的牺牲。应该说,成绩的取得离不开全体同志的共同努力成绩的取得离不开全体同志的共同努力,也离也离不开各位家属朋友的大力支持不开各位家属朋友的大力支持,不仅是大家团结奋斗、负重拼搏的不仅是大家团结奋斗、负重拼搏的结果结果,更是家属朋友们关心关注、理解支持的结果更是家属朋友们关
4、心关注、理解支持的结果,正是你们站在正是你们站在我们身后我们身后,只求付出只求付出,不求回报不求回报,全力支持全力支持,无私奉献无私奉献,为我们营为我们营造了一个和谐、稳定的大后方造了一个和谐、稳定的大后方,才使得我们能够集精力、安心工作才使得我们能够集精力、安心工作,全区纪检监察工作才能够取得如此丰硕的成果全区纪检监察工作才能够取得如此丰硕的成果,在这些成绩里在这些成绩里也凝结了你们的心血也凝结了你们的心血,饱含了你们的艰辛饱含了你们的艰辛,你们是幕后英雄你们是幕后英雄!借此借此机会机会,我代表区委、区我代表区委、区二、静电平衡的导体上的电荷的分布二、静电平衡的导体上的电荷的分布规律:规律:
5、(1)其内部各处净电荷为零,电荷只能分布在表面)其内部各处净电荷为零,电荷只能分布在表面(2)其表面上各处的面电荷密度与当地表面紧邻处地电)其表面上各处的面电荷密度与当地表面紧邻处地电场强度的大小成正比场强度的大小成正比(3)孤立的导体处于静电平衡时,其表面各处的面电荷)孤立的导体处于静电平衡时,其表面各处的面电荷密度与各处表面曲率有关,曲率越大的地方,面电荷密密度与各处表面曲率有关,曲率越大的地方,面电荷密度也越大。度也越大。1 1、尖端放电、尖端放电三、应用三、应用应用:避雷针、电打火应用:避雷针、电打火避免:输电线表面光滑避免:输电线表面光滑 接静电接静电起电机起电机产生过程:产生过程:
6、由于尖端面电荷密度很大,所以它周围电场很强,空气中由于尖端面电荷密度很大,所以它周围电场很强,空气中散存的带电粒子,在这强电场作用下运动获得足够大能量散存的带电粒子,在这强电场作用下运动获得足够大能量以和空气分子碰撞时,能使空气分子离解成电子和离子,以和空气分子碰撞时,能使空气分子离解成电子和离子,这些电子和离子与空气分子又相碰,又产生新的带电粒子这些电子和离子与空气分子又相碰,又产生新的带电粒子这样就产生大量带电粒子,与尖端上电荷异号的带电粒子这样就产生大量带电粒子,与尖端上电荷异号的带电粒子受尖端电荷的吸引,飞向尖端,使尖端上电荷被中和掉;受尖端电荷的吸引,飞向尖端,使尖端上电荷被中和掉;
7、与尖端电荷同号的带电粒子受到排斥从尖端附近飞开,看与尖端电荷同号的带电粒子受到排斥从尖端附近飞开,看起来,似乎尖端上的电荷被起来,似乎尖端上的电荷被“发射发射”出来一样,所以称为尖出来一样,所以称为尖端放电。端放电。2、静电屏蔽、静电屏蔽1)空心导体的空腔内不受外界电场的影响)空心导体的空腔内不受外界电场的影响2)放在接地的空心导体空腔内的带电体对外界也不)放在接地的空心导体空腔内的带电体对外界也不产生影响产生影响+-+-+-结论:一个接地的金属结论:一个接地的金属壳(网)既可防止壳外壳(网)既可防止壳外来的静电干扰,又可防来的静电干扰,又可防止壳内的静电干忧壳外止壳内的静电干忧壳外。实际中大
8、量应用:实际中大量应用:1)测试用的屏蔽室)测试用的屏蔽室2)无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压)无线电电路中的屏蔽罩、屏蔽线、高压 带电作业中的均压服。带电作业中的均压服。3)变压器中的屏蔽层。)变压器中的屏蔽层。初级初级次级次级例例18-4:不带电的金属球外有一带电量为:不带电的金属球外有一带电量为q的点电荷,的点电荷,求(求(1)球上感应净电荷)球上感应净电荷 (2)感应电荷在)感应电荷在O点产生的场强点产生的场强 (3)感应电荷在)感应电荷在P点产生的场强点产生的场强 (4)感应电荷在)感应电荷在P点产生的电势点产生的电势qxPORlr解(解(1)由于金属球原来不带电,所以产生的感应电
9、荷之)由于金属球原来不带电,所以产生的感应电荷之和(即净电荷)为零和(即净电荷)为零(2)O点的场强点的场强又由于金属球处于静电平衡:又由于金属球处于静电平衡:而点电荷在而点电荷在O点的场强:点的场强:所以所以(3)同上,在)同上,在P点感应电荷产生的场强:点感应电荷产生的场强:(4)由于金属球处于静电平衡,因此是等势体,有)由于金属球处于静电平衡,因此是等势体,有而而 又是感应电荷和球外点电荷在又是感应电荷和球外点电荷在O点电势的叠加。点电势的叠加。分析可知,感应的正负电荷电量相等且对称分布,因此分析可知,感应的正负电荷电量相等且对称分布,因此感应电荷在感应电荷在O点的电势为零点的电势为零例
10、例18-2:有一大金属板,面积为:有一大金属板,面积为S,带电量为,带电量为Q,在其附,在其附近放第二块金属板,不带电。求:近放第二块金属板,不带电。求:(1)静电平衡时,金属板上电荷分布及空间中电场的分)静电平衡时,金属板上电荷分布及空间中电场的分布布(2)如把第二块板接地,情况又如何(忽略边缘效应)如把第二块板接地,情况又如何(忽略边缘效应)QIIIIIIP解(解(1)静电平衡时导体内无净电荷,所以电荷只能分布)静电平衡时导体内无净电荷,所以电荷只能分布在两金属表面;又因不考虑边缘效应,电荷可视为均匀在两金属表面;又因不考虑边缘效应,电荷可视为均匀分布。设分布。设4个表面面电荷密度为:个表
11、面面电荷密度为:由电荷守恒定律,有由电荷守恒定律,有(1)(2)QIIIIIIP由于电场与板面垂直,且板内场强为零,所以取如图高斯由于电场与板面垂直,且板内场强为零,所以取如图高斯面,通过此面的电通量为零,有面,通过此面的电通量为零,有在板内任选一点在板内任选一点P,其场强是四个面的场强的叠加,有其场强是四个面的场强的叠加,有又又(3)(4)联立四式得:联立四式得:由于静电平衡时表面面电荷密度与表面附近场强大小成由于静电平衡时表面面电荷密度与表面附近场强大小成正比,即正比,即所以三区域的场强分别为:所以三区域的场强分别为:此时此时P点场强点场强(2)第二块板接地,则板右表面电荷消失,有)第二块
12、板接地,则板右表面电荷消失,有电荷守恒,仍有电荷守恒,仍有同样做高斯面运用高斯定理得同样做高斯面运用高斯定理得即即同理可求出场强分布:同理可求出场强分布:QIIIIIIP补补1:一金属球:一金属球A,半径为,半径为 ,其外套一同心金属球,其外套一同心金属球壳壳B,其内外半径分别为,其内外半径分别为 和和 ,二者带电后电势分别,二者带电后电势分别为为 和和 。求此系统的电荷及电场分布;如用导线将二。求此系统的电荷及电场分布;如用导线将二者连接,情况又怎样?者连接,情况又怎样?解:导体及壳内电场应为零,且电荷均匀分布其表面上,解:导体及壳内电场应为零,且电荷均匀分布其表面上,设设 分别表示半径为分
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- 高中物理 竞赛 18 静电场 中的 导体 电介质 课件
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