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《静电的防止与利用》静电场及其应用PPT教学课件 详细介绍:
人教版高中物理必修三《静电的防止与利用》静电场及其应用PPT教学课件。共69页。
学习目标
1．知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特性
2．知道什么是静电屏蔽及相关应用
3．知道静电平衡下导体电荷的分布规律
4．了解尖端放电现象
对静电平衡的理解
1．金属导体的微观结构如何？
【答案】金属导体中，原子的最外层电子受到原子核的吸引力很弱，这些最外层电子很容易受到周围其他原子核的作用而成为自由电子．金属里失去外层电子的原子核只能在平衡位置附近做无规则的振动，而大量的自由电子能在整块金属中做无规则的热运动．
2．放入电场的导体中的自由电子怎样移动？电子的移动最终会出现什么样的结果？
【答案】(1)将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中，导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用，除了做无规则热运动，自由电子还要向电场E0的反方向做定向移动，并在导体的一个侧面集结，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷．
(2)等量异种电荷在导体内部形成与场强E0方向相反的场强E′，在导体内任一点的场强可表示为E内＝E0＋E′，因附加电场E′与外电场E0方向相反，叠加的结果削弱了导体内部的电场，随着导体两侧感应电荷继续增加，附加电场E′增加，合场强E内将逐渐减小，当E内＝0时，自由电子的定向运动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态．
探究总结
1．静电平衡的实质：在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的持续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止．
2．静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0．
3．静电平衡状态的特点
(1)处于静电平衡状态下的导体的特点
①导体内部某处感应电荷产生的场强E′与周围原电场场强E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部处处合场强E合为零，但导体表面的电场强度不为零．
②电场线与导体表面垂直．
(2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点
①净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷．
②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异，如图甲所示．
③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示．
静电屏蔽的两种情况
1．空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零，外电场不对其内部空间发生任何影响．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会产生与内部带电体等量同号的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外界产生影响，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．
2．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，外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地．外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之消除，这种屏蔽叫作全屏蔽．
