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全面解读高中物理中的静电平衡现象「静电平衡问题」

时间:2022-11-21 19:59:54来源:搜狐

今天带来全面解读高中物理中的静电平衡现象「静电平衡问题」,关于全面解读高中物理中的静电平衡现象「静电平衡问题」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

静电平衡是和我们前面谈到的静电感应一脉相承的一个物理现象,为了便于大家理解,我们先看三个定义。

静电感应:一个带电的物体靠近另一个导体时,两个导体的电荷分布发生明显的变化,这种现象叫做静电感应。说白了就是电荷重新分布。

静电平衡:指导体中的电荷处于稳定状态。

静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态。

针对高考,我们需要理解静电平衡的过程和特点是什么?

静电平衡过程:

导体内部有可以任意移动的自由电荷,没有外力作用的情况下,整个导体呈中性。

导体放置于电场中。导体内部的电荷受到库仑力的作用,原来中和的正、负电荷分离,自由电荷会发生定向移动,导体的外表面就会出现一端带正电一端带负电的现象。这就是我们一开始定义的静电感应。

导体中的自由电荷不可能一直定向运动,否则电荷就飞到导体外面去了。当导体中的自由电荷所受的力达到平衡(外电场与静电感应产生的电场大小相等方向相反)而不再做定向运动的状态,就是我们定义的静电平衡状态。

特点

1、处于静电平衡状态的导体的内部场强处处为零,导体内部电荷密度处处为零,即没有净电荷。否则自由电荷还会定向移动。

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。所以其外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。特别需要指出的: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。

3、处于静电平衡的导体上电荷只能存在于导体外表面。

4、在导体表面,越尖锐的地方,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷。你是否想到了前面我们说过的避雷针?

需要指出的是静电平衡只是宏观上停止了定向移动,导体内部的电荷仍在做无规则的热运动,只是静电平衡时电荷只分布在导体表面。

掌握以上知识点,应付高考就没问题了。

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