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如何正确认识带电导体接地问题
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【物理免费小论文】
一、问题提出 由于现行统编教材《物理》第二册（必修）第15页中讲到：“防止静电危害的基本办法，是尽快把产生的静电导走，避免越积越多。具体措施则多种多样。油罐车是靠一条拖在地上的铁链把静电导走。飞机机轮上通常都装有搭地线，也有用导电橡胶做机轮轮胎的，着陆时它们可将机身的静电导入地下。”使得许多学生在高三选修课中学习静电感应部分的知识时，一看见带电导体接地就认为导体不带电荷，这种错误是对“接地”的概念缺乏深入的理解所致，因此，有必要对此作出探讨。 二、错误认识的根源分析 在对“接地”问题作出正确说明前，探讨一下造成错误认识的根源问题显得很有必要。笔者认为，原因大体可归为两方面。其一：由于课本中前述那段文字产生的负迁影响。其二：教学中有的教师对如下问题的原因的不确切解释。 [例1] 有一带电荷为Q的导体A，与大地相接后不带电。原因解释：由于其上电荷被大地中来的异号电荷中和。 [例2] 如图1所示，导体A附近有一带电体B，由于静电感应在导体A的左右两侧出现感应电荷 和 。如果将导体A接地，则其上只带净电荷 。原因解释：由于 电荷被大地中来的等量负电荷中和。 带电导体接地后电荷是否真的就完全消失了呢？看来弄清楚此问题是帮助我们解决问题的关键所在。 实验证明，通常情况下，大气相对于地球表面来说是带正电的，地球是一个带负电的导体，大地电场的方向是由空中指向地面，此电场并非线性分布。由实验测得在接近地表附近的地方其场强 。根据带电导体表面附近的场强计算式 。可算出地表的电荷面密度 。 因地壳是导体，静电平衡时电荷分布在地球的表面上。现取地球半径 ，可计算出地球带电量 。 我们知道，在静电实验中，导体所带的电量与地球带电量相比是很小的。因此，导体接地后和地球达到静电平衡时，可近似认为地球的电荷面密度并未受到影响。由于接地的导体和地球离得较近，自然不能将接地后的导体视为孤立导体。同时，由于接地导体和地球线度相比很微小，所以可将接地导
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