L1 静电平衡

 

静电感应

1、静电感应

把金属导体放在外电场中,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。

2、静电平衡:

发生静电感应的导体两端面感应出的等异种电荷形成一附加电场E’,当附加电场与外电场的合场强为零时(即E’的大小等于E的大小而方向相反),自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电平衡状态。

3、处于静电平衡状态的导体具有以下特点

(1)导体内部的场强(E与E’的合场强)处处为零,E内=0;

(2)整个导体是等势体,导体的表面是等势面;

(3)导体外部电场线(场强方向)与导体表面垂直,表面场强不一定为零;

(4)净电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关。

(5)电场线在导体内部终止

4、静电屏蔽

由于静电感应,可使金属网罩或金属壳内的场强为零。遮挡住了外界电场对它们内部的影响,这种现象叫静电屏蔽。

内屏蔽: 金属壳内部空间不受外部电场影响

外屏蔽: 接地封闭金属壳对外部空间没有影响

静电屏蔽实例:北京奥运鸟巢 孕妇防辐射服

处理静电平衡问题方法

画出电场线,判断电势高低,自由电子若只受电场力作用,将会从电势低处向电势高处运动 (也可以根据电场线方向判断).

补充知识点

验电器:

当带电体接触验电器的金属小球时,使金属小球带上电荷(接触起电),这些电荷可以转移到金属箔上,由于同种电荷相互排斥作用,使金属箔片张开一定角度。

或者由于静电感应,当带电体靠近金属球时,远端感应出与带电体同种的电荷而使箔片张开。 验电器没有刻度,只能定性判断,主要作用是判断导体是否带电,检验导体所带电性。

静电计:也称作指针式验电器,本身有刻度,除了具有验电器的基本功能外,还可以定量测量两导体间电势差和某导体的电势。

接地

电器设备用导线和大地相连,大地是我们默认的零电势,接地就是将电路某部分电势取为零。 用手触摸导体或者用导线将导体接地,都视为导体和大地看做一个大导体,此时导体电势为零。

接地由于只有一根导线,没有形成回路,因此不会有持续的电流。

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