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法拉第笼实验现象和原理分析(法拉第笼原理是初中还是高中学的)

法拉第笼实验现象和原理分析(法拉第笼原理是初中还是高中学的)

更新时间:2024-06-28 18:47:46

法拉第笼实验现象和原理分析

法拉第笼是一个由金属或者良导体形成的笼子,由笼体、高压电源、电压显示器和控制部分组成,其笼体与大地连通,高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆,当放电杆尖端距笼体10厘米时,出现放电火花,根据接地导体静电平衡的条件,笼体是一个等位体,内部电势差为零,电场为零,电荷分布在接近放电杆的外表面上。

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法拉第笼的原理就是基于静电屏蔽,其原理就是如果将导体放在电场强度为E的外电场中,导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动。这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边。由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内。

根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加,等大反向的电场叠加而互相抵消,使得导体内部总电场强度为零。当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再定向移动。物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。

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