高效掌握高中物理——静电屏蔽原理与应用解析
其实高效掌握高中物理——静电屏蔽原理与应用解析的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解,因此呢,今天小编就来为大家分享高效掌握高中物理——静电屏蔽原理与应用解析的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!
把一个电学仪器放在封闭的金属壳里,即使壳外有电场,由于壳内电场强度保持为零,外电场对壳内的仪器不会产生影响.金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。
2.静电屏蔽的实质
静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象,使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零,好像是金属壳将外电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实是壳内两种电场并存,矢量和为零。
3.静电屏蔽的两种情况
(1)导体外部的电场影响不到导体内部(外屏蔽)
静电屏蔽的本质是静电感应,导体外面的电场影响不到导体内部,是因为外加电场与导体的感应电场在导体内部任一点的合场强为零。
如图甲所示,把验电器靠近带电体,箔片会张开,但如果把验电器置于金属网罩内,如图乙所示,再靠近带电体,箔片不再张开,说明网罩内不受外电场的影响。
(2)接地导体的内部电场影响不到导体外部(全屏蔽)
接地导体的内部电场不影响导体外部,是因为导体外部的感应电荷都被导入大地,在只有施感电荷和内壁感应出的异种电荷的情况下,两部分电荷在导体外部任何一点的场强叠加后场强为零,如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷+q,由于静电感应,导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷,其电场线分布如图甲所示,当把导体球壳接地后,点电荷+q在球壳内的电场对外部空间就没有影响了,此时的图电场线分布如图乙所示。
4.静电屏蔽的应用和危害
(1)为防止外界电场的干扰,有些电子设备的外面套有金属壳,通信电
缆的外层包有一层金属线来进行静电屏蔽。
(2)静电屏蔽也可带来不利的影响,如航天飞机、飞船返回地球大气层时,由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温,在飞船的周围形成一层等离子体,它对飞船产生静电屏蔽作用,导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断对航天员来说,这是一个危险较大的时间段。
例:如图所示,
一个不带电的导体球N置于空心导体球M附近,现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内则()
A.M接地N上无感应电荷
B.若M不接地且M原来不带电N上无感应电荷
C.若M不接地且M原来不带电N上有感应电荷
D.若M不接地且M原来带电N上一定有感应电荷
解:A、若将M接地则M与大地组成一个新的等势体,N上没有感应电荷.所以A选项是正确的;BC、若M不接地且M原来不带电时,将带电的小金属球Q放入M的腔中当静电平衡时空腔球形导体内壁感应出与Q电性相反的电荷外表面感应出与Q电性相同的电荷则外表面的电荷能在N上感应出感应电荷故B错误C正确;
D、若M不接地,且M原来带电当M与Q上的电荷的电性相反,电量大小相等M所带的电量只分布在M的内表面外表面没有多余的电荷则N上没有感应电荷故D错误.所以AC选项是正确的
例:将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示,
则()
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
解:因为导体外部的电场影响不到导体内部,即A球所处的金属空心球内部空间的合电场强度为0,所以A球不受B球电场的作用力只受到C的内壁感应负电荷的作用力,对称平衡,所以悬挂A球的细线仍处于竖直状态,故选项B正确。
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用户评论
我一直以为静电屏蔽只是个理论概念!没想到是真的可以用在实际生活中。这篇文章讲得真好,让我对静电屏蔽有了更深层次的理解。真的很有帮助!
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其实静电问题在我家一直很头疼啊,各种衣物粘着在一起,每次进房间都能感觉被电shock,看看有没有什么静电屏蔽产品推荐一下?
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高中物理书上的静电屏蔽讲得有点没怎么理解,没想到这篇文章用这么通俗易懂的语言解释了,简直太赞了!现在终于知道为什么金属可以屏蔽静电啦
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看完文章后突然想到大学时候实验用的铝质盒子,不就是靠静电屏蔽原理吗?当时还觉得挺神奇的,现在才知道原来是这个道理!
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这篇讲解物理静电屏蔽的文章质量真好,对高中生很有帮助!不过我觉得可以多加一些真实的案例和图示,更容易让人理解。
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我的小侄儿在学高中物理,看到这篇文章我立刻给他分享了,希望他能好好学习一下,不要再像我小时候那样总是感觉静电屏蔽这个概念很模糊的。
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这篇讲解很详细,但我觉得针对不同情况解释静电屏蔽原理的方式不太一样。比如,对于金属外壳中产生的静电感应问题,应该有更具体的分析。
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高中物理书里介绍静电屏蔽总是那么抽象,感觉很难理解;这个博客写的很好,用通俗易懂的语言解释了原理,图示也很直观,这下终于明白怎么回事了!
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学习物理的时候我挺喜欢琢磨这种理论性的概念,这篇关于静电屏蔽的文章就挺让我感兴趣。作者把很多看似复杂的地方都理清了,让人很舒服地阅读
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我很赞同文章提出的观点,用金属来进行静电屏蔽确实是一个高效的办法。但也要考虑成本因素的影响啊,有时候更便宜的方法也可以达到同样的效果呢!
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我觉得静电问题不仅仅是物理学的范畴,它在电子产品的研发和生活中都体现得特别强烈。我们应该重视静电屏蔽的应用价值!
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文章中提到的静电感应现象还真是很多时候都能看到,比如汽车刹车的时候会产生静电,这是很常见的例子。 不过我更想了解更多实际生活中的静电屏蔽技术应用案例啊!
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我之前一直不知道静电是如何产生的和如何屏蔽的,看完这篇文章后终于明白起来了。原来金属可以阻止静电荷传递!
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这个文章的内容挺实用的!它让我意识到静电屏蔽的重要性,特别是对于一些精密仪器来说,它的保护作用是不可忽视的。 希望以后有机会专门学习一下静电屏蔽技术呀!
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我对静电屏蔽感兴趣是因为我还记得我小时候玩电子游戏的时候经常被触碰电路板导致静电干扰的问题困扰过...
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文章写的很好,但是我觉得可以多讲一些不同材质对静电的屏蔽效果的影响。比如,泡沫塑料和木材呢?
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我觉得这篇博客最棒的地方就是能把复杂的概念用简单的语言解释清楚!这样让我更容易理解这个知识点。 我以后学习物理的时候一定要多读读这样的文章!
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这篇文章对我来说太实用了!我经常遇到静电问题,现在终于知道怎么解决啦!
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我觉得这个博客的文章内容很有指导意义,对我们了解静电和屏蔽原理有很多帮助,但也可以加入一些更丰富的图片和案例,让文章更加生动可视化!
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