静电屏蔽（高中物理-静电屏蔽）

时间：2022-12-15 浏览：72 分类：百科

1.定义

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。