《静电现象的应用》优教课件.pptVIP

高中物理系列优教课件 教育资源中心 1.7 静电现象的应用 回顾与思考 电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。 把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，金属导体中的自由电子会如何运动？结果如何呢？ - - - - - - - 学习目标 静电平衡状态下导体的电场 1.静电感应现象 把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，导体内的自由电子在静电力的作用下逆着电场线定向移动，在AB面出现负电荷，在CD面出现等量正电荷，这种现象就是静电感应现象。 2. 静电平衡状态 导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动. 感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零，自由电荷的定向移动停止. 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的感应电场E?和原电场E在导体内叠加为零，即E?=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。 3. 静电平衡的特征 处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。 处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。 4. 静电平衡状态下导体上电荷分布 （1）导体内部没有净电荷，净电荷分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 均匀球形导体 带电导体的等势面 点拨 （1）金属导体建立静电平衡状态的时间是非常短暂的。 （2）处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，指的是外电场E0与导体两侧的感应电荷产生的电场E?的矢量和为0。 （3）地球是一个极大的导体，可认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 尖端放电 空气的电离 导体尖端电荷密度很大，电场很强，带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷电离的现象． 2. 尖端放电 在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等势面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电，而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。 3. 应用与防止 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，通过避雷针尖端放电，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击。 尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备的导体表面应尽可能光滑。 思考 在下列措施中，能将产生的静电导走的是（ ） 飞机轮子上撘底线 印染车间保持湿度 汽车露在外面的小天线 电工钳柄上装有绝缘手套 AB 静电屏蔽 概念 导体壳或金属网罩（无论接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 2. 静电屏蔽的两种情况 金属壳内部空间不受外部电场影响 接地封闭导体壳内对壳外空间没有影响 导体壳没有接地时，导体壳内外表面感应出现等量异种电荷如图甲；导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，内部的负电荷不受影响，则导体外部空间不受内部电场影响，如图乙。 3. 静电屏蔽的应用 （1）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰． （2）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业． 课堂小结 巩固训练 例1．关于静电平衡，下列说法中正确的是（ ） A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面 ABD 例2. 具有一定厚度的空心球壳的球心位置放置一正电荷，图中画出了其空间电场的电场线分布情况，符合实际情况的是（ ） AD * 高中物理系列优教课件 教育资源中心 *