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9.3电场 电场强度
横县百合完全中学：韦衍虎
18276143537
一、电场
法拉第
＋
QA
＋
QB
FAB
电场力
FBA
①电场：电荷周围客观存在一种特殊物质
电荷
A
电荷
B
电场
②基本特性：
对放入其中的电荷有力的作用
二、场强与受力
+Q
+q
-Q
-q
E
E
E
E
+
光芒四射
-
万箭穿心
正的点电荷
负的点电荷
思考：电荷周围的电场只有我们画的这面内有吗？该如何表示呢？
三、电场的分布
（1）电场线
（为了更好地描述电场的方向和大小，人为引入 的假想的带箭头的曲线）
1.电场线实际不存在，是假想曲线。
2.电场线与带电粒子在电场中运动的轨迹没有必然联系。
3.电场线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处。
4.电场线不闭合也不相交
5.电场线的疏密表示电场的强弱，即电场强度的大小
6.电场线在某点的切线方向表示该点的场强方向
电场线：
A
B
三、电场的分布
（一）点电荷的电场
正的点电荷
负的点电荷
（二）常见的几种电场线分布
等量的异种电荷产生的电场
心心相印
（二）常见的几种电场线分布
金属板+电荷产生的电场
（二）常见的几种电场线分布
等量的同种电荷产生的电场
势不两立
（二）常见的几种电场线分布
两通电金属板间的电场分布
四、电场强弱的分布特点
（一）点电荷的电场
正的点电荷
负的点电荷
规律：
a、点电荷的场强由内向外，逐渐减小，无穷远处为0
b、到场源电荷等距离的球体，电场强度大小相等。
四、电场强弱的分布特点
（一）等量同种电荷
规律：
a.在两电荷连线上，A-O-B,电场强度先减小后增大，0点场强为0.
b.在中垂线上，由O点向两侧，电场强度先增大后减小，0-增大-0
c.关于O点对称的两点，场强大小相等，方向相反。
四、电场强弱的分布特点
（一）等量异种电荷
规律：
a.在两电荷连线上，A-O-B,电场强度先减小后增大，0点场强不为0.
b.在中垂线上，由O点向两侧，电场强度逐渐减小，无穷远处为0。
c.关于O点对称的两点，场强大小相等，方向相同。
等量同种点电荷
等量异种点电荷
比较项目 等量同种 点电荷 等量异种
点电荷
电场线图示 如图 如图
连线中点O处 场强 为零 中垂线上O处最大
连线上O处最小
由O沿中垂线向外场强变化 先增大后减小 逐渐减小
关于O点对称的两点的场强关系 等大、反向 等大、同向
形象比喻 势不两立 手牵手、心连心
四、电场强弱的分布特点
（二）匀强电场（两通电金属板间）
规律：
a.电场中各点电场强度的大小相等、方向相同。
b.电场线由“+”指向“-”
（1）电场线是间距相等互相平行的直线。
（2）带电粒子在其中受到恒定的电场力。
例1、如图所示，长1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=30°。已知小球所带电荷量q=1.0×10﹣6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球带何种电性的电荷；
（2）小球所受电场力的大小；
（3）小球的质量m。
例2、如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场，现在光滑绝缘的水平面上间距为d的两个位置同时静止释放A、B两个带电体（视为点电荷），A、B均能保持静止 已知A带正电，B带负电，电量均为q，静电力常数为k 求：
（1）匀强电场场强的大小和方向；
（2）A、B连线中点位置的场强大小。
例3、如图所示，在一倾角为 的光滑绝缘斜面上，一带电物体在外加匀强电场的作用下处于静止状态，已知带电体的质量为m，电荷量为q,重力加速度大小为g。问：
（1）物体带什么电？
（2）匀强电场的电场强度是多大？
思考与讨论
1、金属导体的微观结构有什么特点？
2、将金属导体放入电场E0中自由电子会怎样运动？
3、电子的聚集会导致什么样的结果？
4、感应电荷会对电场产生怎样的影响，
最终结果如何？
E0
-----
+++++
在通电两板间放入一金属导体，金属导体会发生什么变化？
2、静电平衡状态下导体的特点：
（4）电荷只分布在导体的外表面，
内部无电荷越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
（1）内部电场强度处处为0。
一、静电平衡
1、静电平衡状态：
（2）导体外部电场线与导体表面垂直。
（3）达到静电平衡所需时间仅10-9s。
我们如何从理论上进一步论证这一特点呢？
处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。
二、静电屏蔽
可以利用金属壳或金属网封闭某一区域，使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。
应用：
▲屏蔽服
▲屏蔽线
▲高压线屏蔽
1.屏蔽外电场
外电场
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响。
空腔导体屏蔽外电场
静电屏蔽的两种情况及本质
二、静电屏蔽
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，终于无穷远，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。
静电屏蔽的两种情况及本质
2.屏蔽内电场
二、静电屏蔽
导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，空间电场起于场源正电荷终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。
本质：仍然是静电感应，导体内表面感应电荷与壳内电场在导体壳表面以外空间叠加，使壳外电场为零，形成静电屏蔽。
静电屏蔽的两种情况及本质
2.屏蔽内电场
二、静电屏蔽
例1：一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 ( )
B
即学即练
例2：将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，如图所示，于是有( )
A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向
B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向
C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变
D．A和B的位置都不变
B
即学即练
例3：把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（　　　）
A. 球壳B的空腔中场强处处为零。
B. 球壳B不带电。
C. 球壳B的内部电场强度相等。
D. 球壳B的缺口处电场强度为零。
C
即学即练
即学即练
例4.如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为+Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是（　　）
A．
B. EA＞EB＞EC
C.
D. B点电场强度方向指向球心
如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的电场强度方向相同
A、B两点电场强度均为0
+
A
B
C
即学即练
例5.如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是(　 　)
A．导体腔内任意点的场强
B．导体腔外A点的场强
C．导体外表面的电荷量
D．导体空腔内表面的电荷量
A
思考：如何防止雷电的危害呢？它的原理是什么？
雷雨云中电量足够大时，会使空气电离，产生大量的正负离子，使得空气可以导电，将云层中的电导入大地形成闪电。
2、尖端放电：
中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子，这些带电离子与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷。
1、电离：
空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中的气体分子撞“散”，使分子中的正负电荷分离。
三、尖端放电
三、尖端放电
什么是尖端放电？
导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
尖端放电
电离
思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？
避雷针
打火机电击器
燃气灶电子打火装置
针尖形状
▲带负电的小油滴在静电力的作用下，向着正极A运动，最后被吸附到正极A上
+
+
+
+
-
-
-
-
四、静电吸附
静电吸附的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
应用2：静电喷漆
接负高压的涂料雾化器
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+
+
+
+
工件
▲用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。
四、静电吸附
应用1：静电除尘
四、静电吸附
▲利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。
应用3：静电复印
四、静电吸附

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