高二物理靜電兩大難點

時間:2019-11-06 15:13:51

  高二理科物理靜電是很多理科生都覺得很難的難點,感覺不好理解。以下是小編整理的高二物理靜電兩大難點,希望大家好好的理解和學習。

  重難點一、靜電平衡狀態下導體的電場

  一、靜電平衡狀態下導體的電場

  1.靜電感應現象

  如圖所示,將一不帶電的金屬導體ABCD放到場強為E0的電場中,導體內的自由電子在電場力的作用下,逆著電場線方向定向移動,使導體的一側聚集負電荷,而導體另一側卻聚集等量的正電荷,這種現象就是靜電感應現象.

  2.靜電平衡狀態:

  導體上(包括表面)處處無電荷定向移動的狀態.

  3.靜電平衡狀態導體的特征

  (1)處于靜電平衡狀態的導體,內部的場強處處為零.

  (2)處于靜電平衡狀態的導體,其外部的場強方向必跟該點的表面垂直.

  (3)處于靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體,它的表面是個等勢面.

  二、對靜電平衡及其特點的理解

  1.靜電平衡實質

  (1)在達到靜電平衡的過程中,外電場引起導體內自由電荷的定向移動使導體兩側出現感應電荷,感應電荷的電場和外電場方向相反,使合場強減小,隨著感應電荷的繼續增加,合場強逐漸減小,直至合場強為零,自由電荷的定向移動停止。

  (2)靜電平衡的條件:導體內部的合場強為零,即E合=0

  2. 靜電平衡狀,態的特點:

  3.靜電平衡導體的電荷分布特點

 、賰韧獗砻娣植疾煌,電荷都分布在外表面,導體內部沒有凈電荷。

 、诟袘姾煞植加趯w兩端,電性相反,電量相等,遠同近異,如圖甲所示:

 、蹆綦姾稍趯w表面分布不均勻,導體表面尖銳處電荷分布密集,平滑處電荷分布稀疏,凹陷處幾乎沒有電荷,如圖乙所示:

  【特別提醒】

  (1)不要認為達到靜電平衡需要很長時間,其實金屬導體建立靜電平衡狀態的時間只有幾微秒,相當快.

  (2)達到靜電平衡后,自由電子沒有定向移動而不是說導體內部的電荷不動,內部的電子仍在做無規則的運動.

  (3)導體達到靜電平衡后,內部場強處處為零是指原電場的電場強度E0與導體兩端感應電荷產生的場強E′的合場強為零.

  (4)應該注意靜電感應與感應起電的區別和聯系,感應起電是運用靜電感應現象使物體起電的一種方法,而靜電感應則是電場中導體兩端暫時出現等量相反電荷的現象.

  重難點二、靜電屏蔽

  1.實質

  靜電屏蔽實質是利用了靜電感應現象,使金屬殼內的感應電荷的電場和外加電場矢量和為零,好像是金屬殼將外電場“擋”在外面,即所謂的屏蔽作用,其實是殼內兩種電場并存,矢量和為零而已。

  2.靜電屏蔽的兩種情況

  (1)金屬殼內部不受外部影響

  如圖:把驗電器靠近帶電體,箔片會張開,但如果把驗電器置于金屬網罩內,再靠近帶電體,箔片不再張開,說明網罩內不受外電場的影響。

  (2)接地的封閉導體殼,內部電場對外部沒有影響

  如一封閉的導體殼內部空間某點有一點電荷+q。由于靜電感應,導體殼內外表面感應出等量的異種電荷。其電場線如圖(甲)所示,當把導體殼接地后,+q在殼內的電場對殼外空間就沒有影響了,如圖(乙)所示。

  3.靜電屏蔽的應用和防止

  (1)應用:為了防止外界信號的干擾,靜電屏蔽被廣泛地應用于科學技術工作中.許多電子儀器外面都套著金屬罩;通訊電纜外面包著一層鉛皮;高壓帶電作業人員穿金屬網衣;又如電話線從高壓線下經過,為了防止高壓線對電話線的影響,在高壓線與電話線之間裝一金屬網等,這些都是用來防止外界電場干擾的屏蔽措施.

  (2)防止:靜電屏蔽也可帶來不利的影響.如通訊工具在鋼筋結構建筑中接收信號較弱;宇宙飛船返回地球大氣層時,與大氣層的高速摩擦,在飛船周圍形成一層等離子體,對飛船產生靜電屏蔽作用,導致飛船和地面控制中心的通信聯絡暫時中斷.

  【特別提醒】

  (1)接地的空腔導體,腔外電場對腔內空間不產生影響,腔內電場對腔外空間也不產生影響,即內外互不影響。

  (2)空腔導體不接地,腔外電場對腔內空間不產生影響,腔內電場對腔外空間產生影響。

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