[目标定位] 1.知道什么是静电平衡状态,能说出处于静电平衡状态的导体中电场的特征.2.知道静电平衡状态下导体上电荷的分布规律.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.
一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布
1.静电平衡状态
发生静电感应现象时,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部电场减弱,直至为零,导体内部自由电子不再发生定向移动的状态.
2.处于静电平衡状态下导体中电场的特征
(1)处于静电平衡状态的导体,内部电场处处为0.
(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.
(3)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.导体上电荷的分布特点
(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,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
深度思考
导体达到静电平衡状态后,导体内的电荷还在运动吗?
答案 达到静电平衡后,自由电子没有定向移动,而不是说导体内部的电荷不动,内部的电子仍在做无规则的运动.
例1 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1所示.当棒达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________,方向为________.
图1
解析 导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应,左端出现负电荷,右端出现正电荷,棒中任何一点都有两个电场,即外电场:+q在该点形成的电场E0;附加电场:棒上感应电荷在该点形成的电场E′,达到静电平衡状态时E′=E0.