高二物理 （人教大纲版）第二册 第十三章 电场 四、静电屏蔽(备课资料).doc

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1、备课资料为什么可以把导体带的电荷看成“面分布”我们知道导体达到静电平衡后，电荷是分布在它的表面的，下面我们通过一个带电金属球的案例计算，说明把金属导体带电看成“面分布”的理由．设金属球的半径为R，从手册上查得空气的击穿场强为Em=3×106V/m，空气中该金属球所能有的最大带电荷量Qm，可以从公式Em=来计算，这样Qm=Em·，金属球表面每单位面积带电荷量Qm=，把数据代入得=2.65×10-5C/m2．原子直径d约为2×10-10m，一个原子相关的面积为=3.14×10-20m2，一个表面原子相关

2、面积带电荷量为q=Qm=2.65×10-5×3.14×10-20C=8.3×10-25C.一个电子电荷量e=1.5×10-19C，当金属球带电荷量最多时(此时球外表面场强为空气击穿场强)，与表面一个原子相关大小面积所带电荷量只有8.3×10-25C,连一个电子电荷量都不到,要2×105个原子,即差不多要2×105个表面原子贡献一个电子的电荷量，就能使金属球表面的电场达到空气击穿场强的极限值．由此我们有充分理由把金属导体带电看成“面分布”．从上述计算，还可以得知空气中金属球的最大带电荷量是有限的，而且

3、是非常“小”的，下表就是对于不同的半径R的值，金属球在空气中的最大带电荷量Q．这可以给教师们命题时参考．R10cm5cm1cmQ3.3×10-6C0.83×10-6C3.3×10-8摘自《物理教师》1999.5