人教版高中物理选修3-1 静电现象的应用 PPT课件
1、什么是静电感应现象？静电感应的实 质是什么？ 2、是什么力使导体中的正负电荷分开， 电荷重新分布后，导体会发生什么样的变 化呢？
把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 E0的电场中，结果如何呢？
1、金属导体的微观结构 如何？ 2、自由电子如何移动？ 3、自由电子会在什么地方聚积？ 4、电子的聚积会出现怎样的结果？ 5、最终会出现怎样的现象？
静电屏蔽
1.导体球a带电量qa为2×10-7c，球壳b带电量 qb为5×10-7c，将导体球a放入球壳b内与球 壳内壁相碰，再将导体球取出，则a、b所 0 ×10-7 。 带电量分别为qa= ____c ，qb= 7_____c
2.如图所示，长为 L的导体棒原来不带电，现将一 带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静 电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电 场如何？
学 习 归 纳
静电现象的应用 静电平衡状态下 1、静电平衡状态 导体的电场 电场中的导体，内部自由电子不再定 向移动 2、静电平衡状态的特征 ①内部的场强处处为零 ②整个导体是个等势体，它的表面是个 等势面
导体上电荷的 ①导体内部没有电荷，电荷只分布在导 体的外表面 分布
②在导体表面，越尖锐的地方，电荷密 度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷 的位置几乎没有电荷。 ①空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内 部 ②空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外 部--接地
1、静电平衡状态 电场中的导体，内部自由电子不再定向移动
静电感应瞬间达到静电平
②整个导体是个等势体，它的表面是个等 势面
地球是个大等势体，常被选为零势面
导体上的电荷怎样分布呢？
实验
二、导体上电荷的分布
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，越尖锐的地方，电荷密度 （单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位 置几乎没有电荷。
答案
Q Ek L 2 (R ) 2
Q
方向：由O
高中物理选修3-1第一章
第7节 静电现象的应用
巩固提高
学习归纳
实验探究
分析讨论
学习目标
激趣导入
实验演示
演示1、带电体靠近验电羽，会观察 到验电羽有什么现象？
演示2、用金属网罩罩住验电羽，且让带
电体与网罩接触，验电羽会怎样？
学习目标
知识与技能： 1、掌握静电平衡的概念,知道处于静电平衡的导体的 特征 2、了解静电平衡时带电导体上电荷分布的特点 3、了解尖端放电和静电屏蔽现象 过程与方法： 通过实验探究与对电场中导体的自由电荷运动情况 的讨论，理解静电平衡导体的特征及电荷分布特点 情感、态度、价值观： 关注生活与生产，养成理论联系实际的科学思维方 法，学以致用
尖端放电实验 避雷针
③带电导体周围的等势面和电场线 p19
0
屏蔽实验
三、静电屏蔽
①概念---空腔导体可以隔绝外部电场进入 空腔，技术上称为静电屏蔽。
②两种屏蔽
• 屏蔽外部电场使其不影响内部 • 屏蔽内部电场使其不影响外部
（空腔导体接地）
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
静电现象的其他应用
静电除尘
动态分析
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电平衡状态 电场中的导体，内部自由电子不再定向移动
静电感应瞬间达到静电平衡
2、静电平衡状态的特征 ①内部的场强处处为零
（1）静电平衡状态的导 体内部电场线的形状如 何？ 内部没有电场线 （2）静电平衡状态的导 体内部电势如何变化？ 不变
一、静电平衡状态下导体的电场
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人教版高中物理选修3-1课件第一章第7节静电现象的应用(共39张PPT)
解析：绝缘导体移近带负电的小球 P 时，导体中的自由电子 受到带负电小球 P 产生的电场的作用力变大，使自由电子不 断地向 B 端移动，AB 两端的感应电荷不断增多，故选项 A 正确。 由于导体 AB 是缓慢移动，导体处于静电平衡是在很短的时 间内完成的，缓慢移动过程中的各个状态，带负电小球 P 产 生的电场和导体 AB 上感应电荷的电场叠加的结果均会使导 体内部各处的合电场强度总等于零，故选项 B 错误。
[自学教材] 1.尖端放电现象 (1)空气的电离：空气中残留的带电粒子在的 强电场 作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也 就是使分子中的正、负电荷的分现离象。
(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，与尖端上的电荷中，和 相当于导体从尖端电失荷去，这个现象叫做尖端放电。
根据场源电荷和感应电荷在导体内部电场的合电场强度 为零的特点，可知在导体内部的同一点，感应电荷电场的电 场强度与场电荷电场的电场强度大小相等，方向相反。因此， 可将求解感应电荷电场在导体内部的电场强度问题，转换为 求解场电荷电场的电场强度的问题。
1.一金属球，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 1－
图 1－7－1 ②如图 1－7－1 乙所示，当把两个或多个原来彼此绝缘的 导体接触或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，有 些问题中所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体 与大地构成一个大导体。
[特别提醒] (1)一个孤立的带电体，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。人与大地都是导体， 在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体， 地球往往是新导体的远端。 (2)净电荷是指导体内未被中和抵消的剩余电荷，感应电荷 是指由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷。
高中物理人教版选修3-1：1.7 静电现象的应用 课件(42张)
电场如 何分布?
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
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说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
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说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
接地封闭导体壳内对壳外空间没有影响
导体壳没有接地时，导体壳内外表面感应出现等量异种电 荷如图甲；导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中 和，内部的负电荷不受影响，则导体外部空间不受内部电场影 响，如图乙。
如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小
导体外部表面附近场强方向与
该点的表面垂直
若不垂直 会出现何
现象?
为什么 会如此?
静电平衡的特点（小结）
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处 处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
5、对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本 质是：导体表面所带全部电荷在内部任一处产生 的电场强度的矢量和为零。
-
-
-
E’
E
-
感应电荷在导体内部产生电场E’，与原电场叠 加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继 续做定向移动。
-
-
-
E’=E
E
-
当内部合场强为零时，即E’=E时，电荷不再发 生定向移动。
E内=0
E
静电平衡状态下导体的电场
人教版高中物理选修3-1PPT课件 1.7静电现象的应用
②电势的特点
带电导体的等势面
处于静电平衡状态的导体，整个导体是等势体，它的表面是个等势面
静电平衡状态下导体的电场
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡 状态，所以它是一个等势体。 这是我们常常把大地选做零电势体的一个原因。
处于静电平衡状态的导体，其上的电荷如何分布？
导体上的电荷和电势分布
掌握静电平衡时导体的电荷分布 掌握静电平衡时导体上的电势分布
当导体的尖端聚集大量的电荷时，会发生什么现象呢?
尖端放电
理解并掌握尖端放电的产生原理 知道尖端放大
尖端周围电场强
空气电离
空气中残留带电粒子剧烈运动
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
尖端放电
尖端放电的应用——避雷针
带电雷雨云 接近
避雷针 静电感应
金属棒出现与云层相反电荷 尖端放电
根据电势差与电场强度的关系可知，若电场强度处处为0，则任意两点间 的电势差为0，也就是导体上各点的电势都相等。
所以，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态下导体的特点
①场强的特点 处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
静电平衡
导体中自由电荷在 电场力作用下将发 生定向移动。
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。
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。
静电平衡
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E在导体内叠加为零，即 E′=E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。
人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用(共16张PPT)
将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生
单击此处编辑母版标题样 接触，达到静电平衡后，则（ CD ）
式 A、B的空腔内电场强度为零
B
B、B不带电 单击以编辑母版副标题样式 A
C、B的内外表面电势相等
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
即学即练
4、在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用E表
外电场的影响。
式
静电屏蔽
单击以编辑母版副标题样式
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，这种现
象叫做静电屏蔽。
单击此处编辑母版标题样 式
单击以编辑母版副标题样式
超高压带电电子作仪业器的外工套人金穿属戴网的罩工；作通服讯，电是缆用外包包含一金层属铅丝皮的等织。物制成的。
即学即练
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。
三、尖端放电 导体尖端电荷密度大
单击此处尖编端周辑围电母场强版标题样 式 空气中残留带电粒子剧烈运动
单击以编空辑母气版电副离标题样式
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
四、静电屏蔽
空腔导体能把外电场挡住，
空腔单内击没有此电场处，空编腔内辑不受母版标题样
-
1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。 2、导体两端出现感应电荷，在导体中产生与E方向相反的感应电场。 3、感应电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷不再定向移动。 4、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态。
一、静电平衡状态下的导体
单击此处编辑母版标题样 导体内无自由电荷定向移动的状态称为静电平衡状态。
人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用(共16张PPT)(1)(完美版下载)
即学即练
单2、击下此列说处法正编确的辑是（母B版）标题样 式 A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油单击桶以的编材辑母料版用副金标题属样比式用塑料好 C. 小鸟停在单条高压输电线上会被电死 D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
即学即练
3、如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，
量为单Q，击到球此心的处距离编为r辑，该母点电版荷的标电场题在球样心的场
强等于多少？
式
E
k
Q r2
单击以编辑母版副标题样式A
, 方向沿QO指向O
R
E oE
r
Q
注意：E是点电荷Q产生的电场（即外电场），E’是感应电荷产 生的电场（附加场），E合是两个电场叠加后的合电场
课堂小结
单击此处编辑母版标题样
式
场强特征
式
①导体内部的电场强度处处为0。
单击以编辑母版副标题样式
②导体表面附近任何一点的场强方向与该点表面垂直。
电势特征
①导体是个等势体。 ②导体表面是个等势面。
二、导体上的电荷分布
2
1
单击此处编辑母版标题样
式
单击以编辑母版副标题样式
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。
将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生
单击此处编辑母版标题样 接触，达到静电平衡后，则（ CD ）
式 A、B的空腔内电场强度为零
B
B、B不带电 单击以编辑母版副标题样式 A
C、B的内外表面电势相等
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
பைடு நூலகம் 即学即练
4、在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用E表
1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与该点
的表面垂直
【提出问题】
不管导体以前是否带有电荷，当导体 处在静电平衡时，它都有什么特征？ 1.处于静电平衡状态的导体，内部无 电荷，电荷只分布在外部. 2.处于静电平衡状态的导体，表面电 荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷 的密度越大，凹陷的位置几乎没有电 荷.
静电现象的应用：
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡的特点 （1）导体内部电场强度处处为零． （2）导体是个等势体，表面是等势面． （3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直． （4）导体内部无净电荷，净电荷分布在导体表面．越尖的地方 电荷越密． 二、导体上的电荷分布：内部无电荷，电荷分布在外表面，越 尖锐处电荷密度越大 三、尖端放电：空气电离、避雷针 四、静电屏蔽
静电现象的应用
学习目标： 知识与技能
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么 是静电平衡状态． （2）理解静电平衡时，净电荷只分布在导 体表面且内部电场强度处处为零． （3）知道静电屏蔽及其应用．
【问题引入】 1.什么是静电感应现象？
静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重 新分布的现象.
2.静电感应现象的实质是什么？
小结：
1、静电平衡状态： 导体内没有自由电荷的定向移动的状态。
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
②处于静电平衡状态的导体，内部无电场线分布，外部 的电场线与导体表面垂直。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面 个等势面。
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 静电平衡导体的特性
的表面垂直
【提出问题】
不管导体以前是否带有电荷，当导体 处在静电平衡时，它都有什么特征？ 1.处于静电平衡状态的导体，内部无 电荷，电荷只分布在外部. 2.处于静电平衡状态的导体，表面电 荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷 的密度越大，凹陷的位置几乎没有电 荷.
静电现象的应用：
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡的特点 （1）导体内部电场强度处处为零． （2）导体是个等势体，表面是等势面． （3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直． （4）导体内部无净电荷，净电荷分布在导体表面．越尖的地方 电荷越密． 二、导体上的电荷分布：内部无电荷，电荷分布在外表面，越 尖锐处电荷密度越大 三、尖端放电：空气电离、避雷针 四、静电屏蔽
静电现象的应用
学习目标： 知识与技能
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么 是静电平衡状态． （2）理解静电平衡时，净电荷只分布在导 体表面且内部电场强度处处为零． （3）知道静电屏蔽及其应用．
【问题引入】 1.什么是静电感应现象？
静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重 新分布的现象.
2.静电感应现象的实质是什么？
小结：
1、静电平衡状态： 导体内没有自由电荷的定向移动的状态。
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
②处于静电平衡状态的导体，内部无电场线分布，外部 的电场线与导体表面垂直。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面 个等势面。
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 静电平衡导体的特性
人教版高二物理选修3-1第一章：1.7 静电现象的应用(共22张PPT)
思考①
导体处于静电平衡状态时，
：
为什么内部场强处处为零？
如果静电平衡时导体内部的电场不为0， 那么自由电子就会在库仑力的作用下做 定向移动，那就不是静电平衡状态了。
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1、金属导体的微观结构 如何？
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1、什么是静电感应现象？静电感应的实质是 什么？
A
B
电荷在物体 内部转移
C
2、是什么力使导体中的正负电荷分开，电荷重 新分布稳定后，导体表面和内部有电荷移动吗？
+
外电场强度
感应电荷电场强度 E0
E
Байду номын сангаас
E0
E＇
0
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（1）静电平衡状态导体的特点
①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处 为零。
②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附 近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
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人教版高二物理选修3-1第一章静电场第7节静电现象的应用课件(共29张PPT)
B．带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就 一定带负电，失去电子就一定带正电
C．工人在高压作业时穿的工作服中间夹有一层细金属丝编织 的网，是为了使人体所在空间保持电势为零
D．避雷针是通过尖端放电中和了云层中的电荷是利用了尖端 放电原理
3.如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负 点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距 离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。 当达到静电平衡时，（ ）
5.静电屏蔽应用： ①电学仪器和电子设备外面套有金属罩 ②野外高压线上方还有两条导线与大地相连，形成稀疏的金 属“网”，都是利用静电屏蔽现象清除外电场的影响。 ③通信电缆版面包一层铅皮 ④高压带电作业人员穿金属网衣 ⑤通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
6.两种典型的静电屏蔽现象 ①外屏蔽：如图所示，空腔导体内部电场强 度处处为零。外部电场对内部仪器没有影响。 ②全屏蔽：如图所示，如果空腔导体接地，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，而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而消除，所以这种屏蔽 叫做全屏蔽。
2.那些电离的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，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖 端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
3.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 它是一个或几个尖锐的金属棒，安装在建筑物 的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接， 保持与大地的良好接触。 4.尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备 中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现 一层绿色光晕，俗称法中正确的是（
）
A．干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，听到劈啪声
人教版高中物理 选修3-1 第一章 第7节 静电现象的应用(共21张PPT)[优秀课件资料]
即学即练
单2、击下此列说处法正编确的辑是（母B版）标题样 式 A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油单击桶以的编材辑母料版用副金标题属样比式用塑料好 C. 小鸟停在单条高压输电线上会被电死 D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
即学即练
3、如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，
单击此处编辑母版标题样 电荷+Q，a、b是金属板右侧表面的两点，其中a到+Q的
距离较小．下列说法正确的是( )
式 A.由于静电感应，金属板右侧表
面带负电，左侧表面带正电 B.由于静电感应，金属板右侧表
面带负电，左侧单表击面以不编带辑电母版副标题样式 C.整个导体，包括表面上的a、b
两点，是一个等势体，且电势等于零 D.a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点电
将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生
单击此处编辑母版标题样 接触，达到静电平衡后，则（ CD ）
式 A、B的空腔内电场强度为零
B
B、B不带电 单击以编辑母版副标题样式 A
C、B的内外表面电势相等
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
单击此处编辑母版标题样
谢式谢! 单击以编辑母版副标题样式
用
单击以编辑母版副标题样式
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。
即学即练
1、关于静电平衡，下列说法中正确的是( ABD )
单击此处编辑母版标题样 式 A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电
势一定相等 B．当导体达到单静击以电编平辑衡母版时副，标其题样外式表面附近的电场方 向一定与导体的表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面
【最新】高中物理选修3-1课件(人教版)：1.7+静电现象的应用(共75张PPT).ppt
【答案】D
3.一个带电的金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部的电场
强度( )。
A.一定增强 B.不变 C.一定减弱 D.可能增强也可能减弱
【答案】B
4.(多选)如图所示,在真空中把一根原来不带电的 绝缘导体棒向带负电的小球 P 缓缓靠近(不相碰)。
下列说法正确的是( )。
A.B 端的感应电荷越来越多 B.导体内电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在 M 点产生的电场强度恒大于在 N 点产生的
虽然也受到静电力作用,却不会定向移动。
(2)当导体 ABCD 的两面分别聚集正负电荷时,在导体内部就会 产生与 E0 方向相反的电场 E',如图乙中的虚线所示,这两个电场叠加,
使导体内部电场强度减弱。
(3)由于只要导体内部的电场强度不为零,自由电子就会继续定
向移动,导体 ABCD 两面的正负电荷就会继续增加,使电场 E'增强,直
现什么结果? (3)如图丙所示,为什么处于静电平衡的导体内部电场处处为零?
导体内自由电子是否会一直定向移动? (4)用什么方法可以证明处于静电平衡状态的导体的外表面附近任Biblioteka 一点的电场强度必定与这点表面垂直?
解答:(1)因为金属导体内有可以自由移动的电子,所以这些自
由电子在电场 E0 中受到静电力的作用发生定向移动。虽然绝缘材料 内部也有电荷,但不能自由移动,所以把绝缘体放入电场 E0 中,电荷
知识链接:关于对处于静电平衡状态的导体的特征以及其电荷 分布规律的理解,可以多用“反证法”来思考。
到导体内各点合电场强度为零时,导体内自由电子不再移动,这就是 所谓的“静电平衡状态”。
(4)可以用“反证法”,如图丁所示,假设处于静电平衡状态的导