静电平衡状态下导体的电场1静电感应
静电现象的应用
1、尖端放电 避雷针 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气电离 尖端放电
2、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。
放入电场E中带空腔导体
E空腔=0
E导体=0
+
2、静电屏蔽 2）静电屏蔽： 导体壳（金属网罩）能保护 它所包围的区域，使这个区域 不受外电场的影响。 3）静电屏蔽应用：
三、课时小结
1、静电平衡状态下导体的电场 概念：静电平衡、静电屏蔽、静电感应 静电平衡条件：导体内部的场强处处为零。 2、导体上电荷的分布 1）导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 3、尖端放电 尖端放电现象、应用。 4、静电屏蔽 静电屏蔽现象、应用。
静电现象的应用
E外
-
-
+
+
+
一、静电平衡状态下导体的电场 静电感应: 1、置于电场中的导体， 自由电荷受电场力作 用，将发生定向移动。 2、静电感应：在导体两 端，积聚等量异种电荷。 （一直持续到E合=0） 3、静电平衡：当内部合 场强为零时，（E’=E） 电荷不再发生定向移动。
E外
一、静电平衡
-
-
-
+
+
+
E外
-
-
-
+
+
+
E感
E感
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡状态下的导体特点: 1、导体内部场强处处为零 自由电子不定向移动，不受电场力→导体内部场强处处为0 2、导体是等势体（各点相等）,表面为等势面 导体内部、表面移动电荷，电场力不做功→各点电势相等 3、导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直 导体表面是等势面→跟电场线垂直
于静电平衡中导体感应电荷分布的问题
于静电平衡中导体感应电荷分布的问题
在静电平衡中，导体表面的电荷分布是不均匀的。
当一个带电体靠近无电荷的导体时，导体的电子将被带电体的电场所吸引，而离子则会被排斥到远离带电体的地方。
这样就会在导体的表面形成一个电荷分布，使得导体内部的电场为零。
这个过程称为电荷感应。
具体来说，如果带电体带有正电荷，导体表面靠近带电体的一侧会积累负电荷，而远离带电体的一侧则会积累正电荷。
这样导体的内部电场被这个分布的电荷所抵消，导体内部处于电场为零的静电平衡状态。
导体表面电荷分布的强度取决于带电体的电荷量和距离。
当带电体与导体足够靠近时，电荷分布将较为密集，而当距离增加时，电荷分布将逐渐变得稀疏。
总的来说，在静电平衡中，导体感应电荷分布的目的是实现导体内部电场为零，以达到稳定静电平衡的状态。
高中物理选修3-1静电现象的应用知识点
高中物理静电现象的应用知识点一、静电感应现象1. 导体：容易导电的物体叫导体。
2. 导体中存在大量自由电荷。
常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。
3. 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的反方向作定向移动，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。
4. 感应电荷：静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷。
二、静电平衡状态下导体的电场1. 静电场中导体内电场分布2. 静电平衡：电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。
3. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直三、导体上电荷分布1. 法拉弟圆桶实验2. 静电平衡时，超导体上电荷分布规律：导体内部无净电荷，电荷只分布在导体的外表面在超导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷位置几乎没有电荷。
四、静电屏蔽1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况：导体内腔不受外界影响;接地导体空腔外部不受内部电荷影响。
3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套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、鞋高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。
有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。
这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。
在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。
)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。
人教版高一物理选修3-1第一章《静电场》全章知识点填空
人教版物理选修3-1第一章《静电场》全章知点填空1.1电荷及其电荷守恒定律一、电荷（1）摩擦起电：物体由于_________而带电。
（2）自然界中只存在两种电荷：________和________电荷。
①正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
则丝绸所带的电荷为________。
②负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
则毛皮所带的电荷为_________。
③电荷间的相互作用：同种电荷互相________，异种电荷互相_________。
（3）电荷量：电荷的多少。
符号：Q或者q。
单位：库仑，简称库，符号C。
（4）摩擦起电的原因：原来电中性的物体由于得到电子而带________电，失去电子的物体则带______电。
（5）自由电子：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中____________二、静电感应（1）内容：靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
（2）感应起电：利用__________使金属导体带电的过程。
三、电荷守恒定律（1）内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只是从一个物体________到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量___________。
（2）普遍表述：一个与外界没有电和交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷（1）元电荷：_________________，用_________表示。
（2）元电荷的值：__________（3）比荷：电子的_________与__________之比。
1.2库伦定律1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与_________有关，二是与__________有关。
2.当带电体之间的________比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作_______。
3.库仑定律：真空中两个__________间的相互作用力，与它们的________成正比，与它们的成反比，作用力的方向在______上。
静电平衡及电容器1
考点 平行板电容器的动态分析
1．两个公式的比较
[重点理解]
公式
C＝UQC＝ΔΔQU
C＝4επrkSd
公式
决定式，适用于平行板电
定义式，适用于一切电容器
特点
容器
意义 对某电容器 Q∝U，但QU＝C C∝εr，C∝S，C∝1d，反 不变，反映容纳电荷的本领 映了影响电容大小的因素
2.平行板电容器的动态分析思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变． (2)根据决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化． (3)根据定义式 C＝UQ分析电容器所带电荷量或两极板间电压的 变化． (4)根据 E＝Ud分析电容器极板间场强的变化．
－
＋
－
＋
－ －
E′
＋ ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－E合=0 ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
3、处于静电平衡状态导体的特点：
（1）导体内部的场强处处为零——静电平衡条件 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面
W UABq (A B)q 0 所以一点场强
典例1
典例2
双基夯实练习3
双基夯实练习4
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应
把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力 作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
A
D
E0
B
C
2.静电平衡状态
-
-
--
-
E0
-
-
1、导体中自由电荷 在电场力作用下将发 生定向移动.
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人：高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练【教学目标】1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
【教学重点】了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象【教学过程】知识点一：静电平衡状态下导体的电场1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。
这样，在导体的AB面上将出现电荷，在CD面上将出现电荷．这就是。
2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于时，导体内的自由电子不再发生，导体达到了。
3．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度；感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等，方向相反，合电场的电场强度为。
4．处于静电平衡状态的导体，其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的。
整个导体是个。
它的表面是个。
知识点二：导体的电荷分布1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的。
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) ，凹陷的位置几乎没有电荷．3．在导体外表面，越尖锐的位置电场强度，电场线分布。
知识点三：尖端放电和静电屏蔽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，相当于导体从尖端，这个现象叫做尖端放电。
（3）尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被。
电场中的导体和电介质
二、电容器
1、电容器的定义
两个带有等值而异号电荷的导体 所组成的系统，叫做电容器。
+Q
-Q
2、电容器的电容
如图所示的两个导体放在真空中，它们所 带的电量为+Q、-Q，它们的电势分别为 V1、V2，定义电容器的电容为： 计算电容的一般步骤为： •设电容器的两极板带有等量异号电荷； •求出两极板之间的电场强度的分布； •计算两极板之间的电势差； •根据电容器电容的定义求得电容。
3-4 物质中的电场
在静电场中总是有导体或电介质存在的，而且静电场 的一些应用都要涉及静电场中导体和电介质的行为， 以及它们对静电场的影响。
一、静电场中的导体
1、静电感应及静电平衡
若把导体放在静电场中，导体中的自由电子将在电场力的 作用下作宏观定向运动，引起导体中电荷重新分布而呈现 出带电的现象，叫作静电感应。 开始时， E’< E0 ，金属内部的场强不零， 自由电子继续运动，使得E’增大。这个过 程一直延续到E’= E0即导体内部的场强为零 时为止。此时导体内没有电荷作定向运动， 导体处于静电平衡状态。
根据静电平衡条件，空腔 由静电平衡条件，腔内壁非均匀 分布的负电荷对外效应等效于： 导体内表面总的感应电荷为 -q， 非均匀分布；外表面，总的感 在与 q 同位置处置 q 。 应电荷为 q，非均匀分布。
9
R
q q q U U U U U 0 q 壳 地 内壁 外壁 q q O o d q外壁 0
C Q V
Q C＝ 4 0 R V
物理：1.7《静电现象的应用》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
一、静电平衡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 ．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面， 体内部没有电荷. 体内部没有电荷 2．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大. ．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大 3．“远近端”电荷的电性相反，电量相等. ． 远近端”电荷的电性相反，电量相等
ห้องสมุดไป่ตู้
2．静电平衡的实质 ． 导体发生了静电感应现象， 导体发生了静电感应现象 ， 感应电荷在导体内部 产生一个附加电场E′，跟外加电场E反向 反向， 产生一个附加电场 ，跟外加电场 反向 ，使自由电荷 同时又受到F′＝ E′q的电场力 ， 随着导体两端的感应电 的电场力， 同时又受到 ＝ 的电场力 荷不断积累， 逐渐增大 逐渐增大， 荷不断积累 ， E′逐渐增大， 当 E′＝E时， 导体内合场强 ＝ 时 为零，自由电荷所受合力为零， 为零，自由电荷所受合力为零，这时导体中无自由电荷 定向移动，即导体达到了静电平衡状态 定向移动，即导体达到了静电平衡状态.
第七节 静电现象的应用
学习目标： 知道静电平衡现象 知道静电平衡现象， 学习目标 ： 1.知道静电平衡现象 ， 理解处于静电 平衡状态的导体的特点. 平衡状态的导体的特点 2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分 ． 布特点. 布特点 重点难点： 重点难点 ： 尖端放电和静电屏蔽的原因及在实际 中的应用. 中的应用 易错问题：对外电场、 感应电场、 易错问题 ： 对外电场 、 感应电场 、 合电场的关系 认识不清. 认识不清
3．两种情况 ． (1)金属壳内部不受外部影响 金属壳内部不受外部影响 如图1－ － 甲所示 使带电的金属球靠近验电器， 甲所示， 如图 －7－3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， 由于静电感应，验电器的箔片张开，这表示验电器受到 了外电场的影响. 了外电场的影响
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该现象表明金属网罩也能起到静电屏蔽作用. 类似事例:通讯电缆外包金属层,电学仪器外套金属罩.
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。
对静电屏蔽的理解
1．现象：一个金属导体壳(网罩)能把壳外电场遮 住，使壳内部不受外电场影响，这种现象叫静电屏蔽.
因为：E1
E2
k (
Q r )2
尖端放电的原理有何应用？
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
四、静电屏蔽
思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?
不会 因为导体壳 内部合场强为零.
+
------
+++ + +
+
静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其 内部区域不受外电场影响 的现象.
思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?
+
思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?
例2：如图所示，把原来不带电的金属球壳B的 外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放 入球壳内，但不于B发生接触，达到静电平衡 后，则：
A、B的空腔内电场强度为零 B、B不带电 C、B的内外表面电势相等
B A
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
课堂练习
1、带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r， 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如 图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在 两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？ 方向怎样？
2
张开,表明金属筒
内壁没有电荷分布.
静电平衡时导体上电荷的分布的特点：
（1）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 密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷 的位置几乎没有电荷
对孤立带电导体的理解：
一个孤立的带电体，可视为导体处 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.
2．原理：静电屏蔽的原理是静电感应与静电平衡.
3．两种情况 (1)金属壳内部不受外部影响
如图甲所示，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，这表示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，使罩内不受外电场的影
A
D
E0
B
C
2.静电平衡状态
-
-
--
-
E0
-
-
1、导体中自由电荷 在电场力作用下将发 生定向移动.
-
E'
-
-
E'
-Байду номын сангаас
E'
-
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.
-
-
-
- E'
E0
-
-
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 .
7 高中物理选修3-1 第一章 静电场 静电现象的应用
学习目标
1.知道静电平衡现象，理解处于静电平衡状态 的导体的特点.
2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的 分布特点.
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、 生产中的静电现象
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应
把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力 作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
+ +++ ++++ -- - - -- --
4、静电平衡的实质
导体发生了静电感应现象，感应电荷在导体 内部产生一个附加电场E′，跟外加电场E0反向， 使自由电荷同时又受到F′＝E′q的电场力，随着导 体两端的感应电荷不断积累，E′逐渐增大，当E′ ＝E0时，导体内合场强为零，自由电荷所受合力 为零，这时导体中无自由电荷定向移动，即导体 达到了静电平衡状态.
例1：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电 荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场 在球心的场强等于多少？
解:点电荷Q产生的场强与
感应点荷无关，所以E0
k
Q r2
A
,
R
E oE
r
Q
方向沿QO指向O
注意：E0、E ′和E合的区别,E0 由外电场决定，E ′ =E0，E合=0
E是点电荷Q产生的电 场（即外电场），E′是
放电方式
两种放电方式: 1、火花放电 2、接地放电
三、尖端放电
尖端放电的原理是什么？
导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的 电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中 的正负电荷分离，这种现象叫空气的电离。
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带 正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电荷 异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的 电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个 现象叫尖端放电。
-
-
-
- E=0 -
E0
-
-
4、静电平衡状态： 导体中无电荷定向 移动的状态,就叫静 电平衡状态.
静电平衡状态
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E
和原电场E0在导体内叠加为零，即E ′=E0时，自由电子 停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
－
＋
－
＋
－ －
E′
＋ ＋
E0
－
＋
－
＋
响.
1
1
1
1
1
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部 没影响
如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.
因为当把球壳接地后，壳 外表面感应的正电荷在静电力作 用下流入大地(实际是大地的电 子在静电力作用下通过接地的导 线流到壳面上与壳外表面的正电 荷中和)，使球壳外表面没有电 荷，壳外空间就没有电场了.这 样就出现了图乙所示的情况.
－
＋
－
＋
－E合=0 ＋
E0
－
＋
－
＋
－
＋
3、处于静电平衡状态导体的特点：
（1）导体内部的场强处处为零——静电平衡条件 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面
W UABq (A B)q 0 所以：A B
（3）导体处于静电平衡状态时，其表面任一点场强
方向跟该点表面垂直。 E
感应电荷产生的电场
（附加场），E合是两 个电场叠加后的合电场
二、导体上电荷的分布 法拉第圆筒实验:
21
用两个带有绝缘手柄的金 属小球分别接触带有电荷 的金属圆筒的内壁和外壁.
1
法拉第圆筒实验:
2
和外壁接触的小球使验电 器箔片张开,表明金属筒外 壁有电荷分布.
1
法拉第圆筒实验:
和内壁接触的小球
不能使验电器箔片