第1章 第4节 电场中的导体.pptx
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【公开课课件】1.4电场中的导体
A
＋
B
C
练习：
例2、AB是两个架在绝缘支座上的金属球，原来都不 带电，中间用导线连接，现用一个带正电的小球C靠 近B球，用手摸一下B球，然后撤去导线，再拿走小球
C，那么( C )
A. A球带正电，B球带负电
+++ +C +
B. A球带正电，B球不带电
A
B +++
C. A球不带电，B球带负电
D.以上三种说法都不对
练习：
1、长为 L 的导体棒原来不带电，现将一电荷量为 +q 的点电荷放在与棒的左端距离为 R 的地方，如
图，达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点
O 处产生的场强有多大？方向如何？
+q
O
R
L
练习：
2、如图，点电荷右侧放一平行金属板，试分析， 金属板达静电平衡后，图中ａ、ｂ、ｃ(板内点) 三点场强大小关系如何？画出板中感应电荷在ｄ 点的产生的场强方向？
-+
Ed
ｄｄ
-+
＋ ａｂ ｃ
-+ -+
-+
-+
练习：
• 3、如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部 通过导线与验电器的小球B连接时，问验电器是否 带电？
练习：
4、如图，把一个带正电的小球A从金属球壳B的小 孔放入球壳中心：①不与B接触，问B球的带电情况； ②若将球壳接地；B球带情况。
练习：
5、一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线 放置一均匀带电的细杆MN，如图所示.金属球上感 应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场
－
＋E0
上正电。
静电场中的导体精品PPT课件
可以认为其上电场强度的大小都相等。
E •dS ESco00s0S
E
0
讨论：导体表面附近的场强公式 E
0
指导体表面附近场点近旁的导体电荷面密度
面电荷密度 的关系
1、导体处于静电平衡状态时的电荷分布 实心导体 空腔导体，内部没有带电体 空腔导体，内部有带电体 孤立导体表面的电荷分布
（1）实心导体:
其内部各处净电荷为零，电荷只分布在导体表面
用高斯定理证明：
•
P
S
在内部任取高斯面S
E内0
E 内 0
故 E dS 0 0 qi
+ + + +
+
+ +
+q ++ ++ + ++ +
+
未引入q时
放入q后
证明：腔体内表面所带的电量和腔内带电体所 带的电量等量异号
E 内 0
故 E dS 0 0 qi
q1
故 qi 0(S内 )
+ q1
故：必存在 q1
高斯面S
导体上的电荷分布
（4）孤立导体
孤立导体处于静电平衡时，它的表 面各处的面电荷密度与各处表面的 曲率半径有关，曲率越大的地方， 面电荷密度越大。
故 qi 0(S内 )
S内电量的代数和为0，还不足以说明内部没有电荷
问：可否在S内存在两种等量异号的电荷，才使
qi 0(S内 )成立？
•
P
S
E内 0
S是任意取的高斯面，只要在某点
有某种正或者负电荷存在，我们
就可以取一个小的高斯面将其包
围，这样 qi 0(S内 )
静电现象电容器ppt课件.pptx
2、长为l的导体棒原来不带电，现将 一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒 左端R处，如图所示．当棒达到静电 平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点 处产生的电场 强度大小等于 ________，方向 ________.
+q
O
R
L
3、如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的 金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两 球之间，则下列叙述正确的是( ) A.C棒的电势一定高于D棒的电势 B.若用导线将C棒的x端与D端的y端连接起来 的瞬间，将有从y流向x的电子流 C.若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大 地
2、 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（ ）
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）
尖端放电
尖端放电的原理
电离:
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 种现象叫电离。
CQ
U
S U C
S U C
CS
3.电容与电介质的关系：
介质
CQ U
U C
C r
四、平行板电容器的电容
1、平行板电容器的电容决定式：
CS C 1
d
C r
介电常数 真空εr=1
两板正对面积
C rS 4kd
静电力常量 两板间距离
说明：平行板电容器内的电场是匀强电 场
1、如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分 别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为 3 cm，电容器带电荷量为6×10 –8 C，A极板接 地（电势为零）。求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）距B板为2 cm的C点处的电势
物理：1(PPT)3-1.4《电场中的导体》课件(鲁科版选修3 1)
1、如图，空心导体一方有一靠近的带有正电的带
电体，当一个重力不计的正电荷 以速度 V水平
飞入空心导体内时，电荷将做（ C）Βιβλιοθήκη A、向上偏转的类似平抛运动
B、向下偏转的类似平抛运动
C、匀速直线运动
+Q
D、变速直线运动
V
+ q
高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。固体地球结 构表地球圈层名称深度（公里）地震纵波速度（公里/秒）地震横波速度（公里/秒）密度（克/立方厘米）物质状态一级分层二级分层传统分层外 球地壳地壳-.-7..-..-.9固态物质外过渡层外过渡层（上）上地幔-988.-..-..-.部分熔融物质外过渡层（下）下地幔98-9.8-..9-7..-.液态—固态物质液 态层液态层外地核9-78.-8.不能通过.-.液态物质内球内过度层过度层7-9.-..液态—固态物质地核地核-7.9-..固态物质大气圈主词条：大气圈地球大 气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围；股票入门基础知识 股票入门基础知识 ；着海洋和陆地。大气圈没有确 切的上界，在～.万公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。 地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到.%比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为.×克，相当于地球总质量的.8%。由于 地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面公里的高度范围内，其中7%的大气又集中在地面至公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征， 在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。水圈主词条：水圈水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不 很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗"蓝 色的行星"。地球水圈总质量为.×^g，约为地球总质量的\，其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的倍。如 果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。生物圈主词条：生物圈
4静电场中的导体PPT课件
q3 q2 q
1、求电势分布（用叠加
原理）
R3
r R1
U1
q
4 0 R1
q
4 0 R2
q
4 .0 R3
q3
q2
q R1
R2
21
q (1 1 1)
40 R1 R2 R3
q3
(R1 r R2 )
U2
q
4 0 r
q
4 0 R2
q
4 0 R3
q11 1
R3
q2
q R1
R2
( )
40 r R2 R3
理论上：Q分布确定，E、U分布亦确定。 但导体上的电荷分布不是人为规定的， 如何处理有导体存在时的静电场问题？
原则：1.静电平衡的条件
E内 0
或 U const
2.静电场的基本方程
qi
S E d s
i
0
L E d l 0
3.电荷守恒定律 .
12
例: 一个金属球A,带电 qA, 同心金属球壳 B, 带电 qB, 如图，试分析它们的电荷分布。
.
28
2、腔内有电荷的 封闭导体壳:
设不带电的金属壳B内有带电体A, 在静电平衡状态下,带电情况如图。
如果要求腔内电荷不影响
腔外,可以将外壳接地。
q
–q
接地使B的外表面的
电荷全部跑光。
Q+q
.
电力线不可能到外面来, 就起到了 对外的屏蔽作用。
29
从此图可以看出， q –q
重要规律（2）: 导体壳内表面上的电荷 与壳内电荷,在导体壳内 表面以外的空间的总场 强等于零。
说明：
1.这里所指的导体内部的场强是指空间中的一切电荷 （包括导体外部的电荷和导体上的电荷）在导体内部 产生的总场强。
静电场电荷及其守恒定律.pptx
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• 5．三种起电方式的区别 • 三种起电方式的本质都是电荷的转移．它们的主要区别是： • (1)接触起电是用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，使电荷从带电
物体转移一部分到不带电的物体上，带电总量不变． • (2)摩擦起电是两个不同的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，
第2页/共60页
• 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3节为第一单元，主要学习电学中 两个最基本的定律——电荷守恒定律和库仑定律，学习描述电场力的性质的 物理量——电场强度；4～6节为第二单元，学习描述电场能的性质的物理 量——电势、电势差，电势差与电场强度的关系；7～8节为第三单元，主要 学习电场知识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场中的加速运动和偏 转所做的类平抛运动，还要了解静电现象在生产和生活中的应用．
第34页/共60页
• 【解析】 b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出 现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷．虽然a上的 感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的静电力表现为引 力．当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a便带同种电荷，有斥力 作用，因而又把a排斥开，所以B正确．
• 【答案】 B
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• 【方法总结】 • 在处理带电物体间发生相互作用时，需特别注意带电物体具有吸引不带电的
轻小物体的特性，所以当两物体相互吸引时，其可能情况是一个带电，另一 个不带电，也可能是两物体带异种电荷．当物体接触后，它们可能带同种电 荷产生斥力．不少同学注意到了第二种情况，漏掉了第一种情况．
要点四 元电荷 1．电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量．其国 际单位为库仑，符号是C． 2．元电荷：科学实验发现的最小电荷量，就是电子 所带的电荷量，这个最小的电荷量叫元电荷，用e表示， 这是电荷的最小单位．
• 5．三种起电方式的区别 • 三种起电方式的本质都是电荷的转移．它们的主要区别是： • (1)接触起电是用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，使电荷从带电
物体转移一部分到不带电的物体上，带电总量不变． • (2)摩擦起电是两个不同的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，
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• 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3节为第一单元，主要学习电学中 两个最基本的定律——电荷守恒定律和库仑定律，学习描述电场力的性质的 物理量——电场强度；4～6节为第二单元，学习描述电场能的性质的物理 量——电势、电势差，电势差与电场强度的关系；7～8节为第三单元，主要 学习电场知识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场中的加速运动和偏 转所做的类平抛运动，还要了解静电现象在生产和生活中的应用．
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• 【解析】 b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出 现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷．虽然a上的 感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的静电力表现为引 力．当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a便带同种电荷，有斥力 作用，因而又把a排斥开，所以B正确．
• 【答案】 B
第35页/共60页
• 【方法总结】 • 在处理带电物体间发生相互作用时，需特别注意带电物体具有吸引不带电的
轻小物体的特性，所以当两物体相互吸引时，其可能情况是一个带电，另一 个不带电，也可能是两物体带异种电荷．当物体接触后，它们可能带同种电 荷产生斥力．不少同学注意到了第二种情况，漏掉了第一种情况．
要点四 元电荷 1．电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量．其国 际单位为库仑，符号是C． 2．元电荷：科学实验发现的最小电荷量，就是电子 所带的电荷量，这个最小的电荷量叫元电荷，用e表示， 这是电荷的最小单位．
导体中的电场和电流PPT教学课件
（过渡期）
爱别人，创造爱“我需要你，因为我爱你”（成熟期）
【引导质疑，深入感知】
1母爱和父爱在我们成长的过程中起什么作用？
明确：母亲从身体和心理上给孩子以爱和关怀，给 孩子生活上的安全感；父亲从孩子六岁左右开始，向孩 子指出通往世界之路，树立孩子挑战生活的自信心，从 而摆脱对父亲的依赖而自立。
2 弗洛姆认为怎样的状态才算拥有成熟的健康的灵魂？
当你沐浴之后，湿发披在两肩，穿过金色花的林荫，走到做 祷告的小庭院时，你会嗅到这花香，却不知道这花香是从我身 上来的。
当你吃过午饭，坐在床前读罗摩衍那的诗，那棵树的阴影落 在你的头发与膝上时，我便要将我小小的影子投在你的书页上， 正投在你所读的地方。
但是，你会猜得出，这就是你孩子的小小的影子吗？ 当你黄昏时拿了灯到牛棚里去，我便会突然的再落到地上来， 又成了你的孩子，求你讲故事给我听。 “你到哪去了，你这坏孩子？” “我不告诉你,妈妈。” 这就是你同我那时所要说的话了。
德罗常数NA=6.62×10 23mol-1，电子的电量
e=-1.6 × 10 -19 C 。
求:铜导线中自由电子定向 移动的速率
v sv
v IM 7.5105 m / s
SN Ae
vt
注意几个速度问题
电子定向移动速率:
其大小与电流有关，一般数量级为10-5m/s
电流传导速率：
（对每个电子而言）
败时的伴侣。
郑振铎
慈母手中线，游子身上衣。临行密密缝，意恐迟
迟归。谁言寸草心，报得三春晖。
唐
【情感延伸，真情书写】
• 爱同弗健洛全姆的想人教格会结我合们起“来爱。的那艺么（术让课”我后，从想学把 会感恩做起，给作亲业爱）的父母写一封信,今晚
第章静电场中的导体和电介质PPT课件
q2
EA
1 2 o
2 2 o
3 2 o
4 2 o
0
EB
1 2 O
2 2 O
3 2 o
4 2 o
0
1
23
4
由电荷守恒：
1S 2 S q1
A
B
3S 4S q2
1
4
q1 q2 2S
2
3
q1 q2 2S
20
1
4
q1 q2 2S
q1
2
3
q1 q2 2S
1
2
上述结果表明：平板相背的两面带电等
R3 R2
R3
RR11
qq1 1
RR33
问题：电势表
达式能直接写
R2 R1
q1
4 or
2
dr
R3
(q q1 )
4 or 2
dr
出来吗？
q1
4 o
1 R1
1 R2
q q1
4 o R3
V1 V2
同理，球壳的电势为：
V2
E dl
R3
R3
(q
4
q1 ) or 2
dr
q q1
2.内屏蔽
+
+
壳外表面上的电荷分布与腔内带电体的位置无关，只 取于导体外表面的形状。
若将空腔接地，则空腔外表面上的感应电荷被大地电荷 中和，腔外电场消失，腔内电荷不会对空腔外产生影响。即 接地空腔对内部电场起到了屏蔽作用，这是静电屏蔽的另外 一种——内屏蔽。
高压设备用金属导体壳接地做保护。 14
五、利用静电平衡条件和性质作定量计算
例1：半径为R和r的球形导体（R>r），用很长的细导线连 接起来，使两球带电Q、q，求两球表面的电荷面密度。
第四节电场中的导体PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
重新分布的电荷会产生一个与原来电
场方向相反的电场，从而阻碍电子的定向 移动，当新产生的电场的场强 与原电场 的场强 相等时，导体内部的场强 =0 时，导体内部的电子将不再转移.
导体中没有电荷移动的现象
静电平衡的特点：
1、没有电荷的定向移动 2、内部场强处处为零，即 =0 3、净电荷分布在导体的外表面， 电荷在导体表面的分布是不均匀的， 尖端附近的电荷分布较密，附近的 电场也较强。 4、导体表面任何一点的场强方向 与该处的表面垂直。
第四节 电场中的导体
一、知识回顾
1、电场的基本性质：对放入其中的电荷有 力的作用
2、电场叠加原理：
二、电场叠加原理
——如果在空间同时存在多个点电荷， 这时在空间某一点的场强等于各个电荷 单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
E+
P
＋Q1
−Q2
3、金属导体的微观结构：
原子核
自由电子
金属由原子核和可以在导 体内自由移动的自由电子组成
思考1： 为什么笼中的
人会在高电压下安 然无恙？
思考2：前面我们学习了电场对方 入其中的电荷有力的作用，那对 放入其中的导体有什么作用呢？
电荷
力的作用
电场
导体
？
当金属导体放在电场中的时候，在电场 力的作用下，导体内的自由电子会发生定向 移动，从而在导体两端会累积等量的异种电 荷，这种现象叫做静电感应。
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
重新分布的电荷会产生一个与原来电
场方向相反的电场，从而阻碍电子的定向 移动，当新产生的电场的场强 与原电场 的场强 相等时，导体内部的场强 =0 时，导体内部的电子将不再转移.
导体中没有电荷移动的现象
静电平衡的特点：
1、没有电荷的定向移动 2、内部场强处处为零，即 =0 3、净电荷分布在导体的外表面， 电荷在导体表面的分布是不均匀的， 尖端附近的电荷分布较密，附近的 电场也较强。 4、导体表面任何一点的场强方向 与该处的表面垂直。
第四节 电场中的导体
一、知识回顾
1、电场的基本性质：对放入其中的电荷有 力的作用
2、电场叠加原理：
二、电场叠加原理
——如果在空间同时存在多个点电荷， 这时在空间某一点的场强等于各个电荷 单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
E+
P
＋Q1
−Q2
3、金属导体的微观结构：
原子核
自由电子
金属由原子核和可以在导 体内自由移动的自由电子组成
思考1： 为什么笼中的
人会在高电压下安 然无恙？
思考2：前面我们学习了电场对方 入其中的电荷有力的作用，那对 放入其中的导体有什么作用呢？
电荷
力的作用
电场
导体
？
当金属导体放在电场中的时候，在电场 力的作用下，导体内的自由电子会发生定向 移动，从而在导体两端会累积等量的异种电 荷，这种现象叫做静电感应。
第1章 第4节 电场中的导体
答案：AC
鲁科版物理 ·选修3-1
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静电屏蔽的两种情况 1．导体内部不受外部电场的影响 (1)现象：裸露的验电器受外部电场的影响箔片张开，如图(甲)所示，将验电器放 入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图(乙)所示．即外部电场影响不到导体内部．
(2)本质：静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠 加结果为零．
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2．如图，长为 L 的均匀金属棒原来不带电，现将电量为 Q 的正点电 荷放在距棒左端 R 处，达到静电平衡后，则( ) A．棒上感应电荷在棒内中心点 C 处产生的电场强度为 kQ/(R＋L2)2，方向由 C 点指向 Q B．棒上感应电荷在棒内中心点 C 处产生的场强为零 C．点电荷 Q 在棒内产生的电场强度从左向右越来越小 D．棒上感应电荷产生的电场场强从左向右越来越大
由O沿中垂线指向外侧(或 相反)
对称性
场强大小关于两点电荷连线及连线的中垂线对称
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[特别提醒] 若等量同种电荷中垂线上场强最大值的位置未知，则 题目任意给定两点 A 和 B，如图所示，则无法比较这两点场强大小．
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[典例 1] 在真空中，电荷量均为 q 的异种点电荷相距 r，则： (1)两点电荷连线中点的场强如何？ (2)在两电荷垂直平分线上到两点电荷距离均为 r 的点的场强又如何？ [思路点拨] 根据点电荷的场强公式和场强的叠加原理分析、计算．
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2．接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响 (1)现象：如图(甲)导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳 内、外表面出现等量异种电荷．空间电场的电场线起于场源正电荷，终止于导体壳内 表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷终止于无穷远，壳内、外表面之间场强处处 为零．导体壳接地后，如图(乙)所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，空间电场 起于场源正电荷终止于导体壳内表面负电荷，导体壳内、外表面之间及导体外部场强 处处为零，导体外部空间不受内部电场影响．
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静电屏蔽的两种情况 1．导体内部不受外部电场的影响 (1)现象：裸露的验电器受外部电场的影响箔片张开，如图(甲)所示，将验电器放 入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图(乙)所示．即外部电场影响不到导体内部．
(2)本质：静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠 加结果为零．
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2．如图，长为 L 的均匀金属棒原来不带电，现将电量为 Q 的正点电 荷放在距棒左端 R 处，达到静电平衡后，则( ) A．棒上感应电荷在棒内中心点 C 处产生的电场强度为 kQ/(R＋L2)2，方向由 C 点指向 Q B．棒上感应电荷在棒内中心点 C 处产生的场强为零 C．点电荷 Q 在棒内产生的电场强度从左向右越来越小 D．棒上感应电荷产生的电场场强从左向右越来越大
由O沿中垂线指向外侧(或 相反)
对称性
场强大小关于两点电荷连线及连线的中垂线对称
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[特别提醒] 若等量同种电荷中垂线上场强最大值的位置未知，则 题目任意给定两点 A 和 B，如图所示，则无法比较这两点场强大小．
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[典例 1] 在真空中，电荷量均为 q 的异种点电荷相距 r，则： (1)两点电荷连线中点的场强如何？ (2)在两电荷垂直平分线上到两点电荷距离均为 r 的点的场强又如何？ [思路点拨] 根据点电荷的场强公式和场强的叠加原理分析、计算．
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2．接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响 (1)现象：如图(甲)导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳 内、外表面出现等量异种电荷．空间电场的电场线起于场源正电荷，终止于导体壳内 表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷终止于无穷远，壳内、外表面之间场强处处 为零．导体壳接地后，如图(乙)所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，空间电场 起于场源正电荷终止于导体壳内表面负电荷，导体壳内、外表面之间及导体外部场强 处处为零，导体外部空间不受内部电场影响．