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1-7.静电现象的应用-ppt
第七节 静电现象的应用 思考: 1.电场的重要性质是什么? 2.金属导体的微观结构如何? 3.将金属导体放入电场中自由电子如何运动? 静电感应现象 放入电场中的导体,其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向做定向运动,致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷,这种现象叫做静电感应现象。 思考:静电平衡状态 1.电子的聚集会出现怎样的结果? 2.电子是否永远这样运动下去? 3.最终会出现怎样的现象? 静电平衡状态下导体的电场 条件:导体内部场强处处为零 E内=0 强调:E原+E感=0 特点:(1)导体是等势体,表面为等势面 (2)导体外部表面附近场强方向与 该点的表面垂直 静电平衡状态 巩固练习: 【例1】 如图所示,长为L的金属杆原来不带电,在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷.问: (1)金属杆中点处的场强为多少? (2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强. 研究静电平衡时导体内部的电荷 现象: 甲:A的箔片张角逐渐增大 乙:A的箔片始终没有张开 ——法拉第圆筒 实验 思考: 电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢? 均匀球形导体 结论: 导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面 导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷 导体尖端的电荷密度很大,附近的电场特别强,它会导致一个重要的后果,就是尖端放电。 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 尖端放电 尖端放电 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动 空气电离 正负电荷奔向异种电荷 尖端失去电荷 尖端放电 应用: 避雷针 应用:避雷针 闪电防护 雷鸣电闪时在室外的人,为防雷击,应当遵从四条原则. 一是人体应尽量降低自己,以免作为凸出尖端而被闪电直接击中,所以人长得高还是一件非常痛苦的事情. 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害.所谓跨步电压是雷击点附近,两点间很大的电位差,如若人的两脚分得很开,分别接触相距远的两点,则两脚间形成较大的电位差,有强电流通过人体使人受伤害. 第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近,不可手持金属体高举头顶. 第四是不要进水中,因水体导电好,易遭雷击. 总之,应当到较低处,双脚合拢地站立或蹲下,以减少遭遇雷的机会. 闪电防护 静电屏蔽 由于静电感应,可使金属 网罩或金属壳内的场强为 零,遮挡了外界电场对它 们的影响,这种现象叫做 静电屏蔽。 静电屏蔽现象 静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用 1.导体自身带电处于静电平衡,下列说法中正确的是 ( ) A.导体内部场强是0,所以电势也是0 B.电荷只分布在外表面,曲率半径小的地方场强大,所以电势高 C.电荷只分布在外表面,电场线一定和外表面处处垂直 D.以上说法均不正确 C 2、如图,为一空腔球形导体(不带电)现将 一个带正电的小球A放入腔中,当静电平衡 时,图中a,b,c三点的场强大小关系是( ) A.EaEbEc B. Ea=EbEc C. Ea=Eb=Ec D. EaEc Eb D b c a 思考:abc三点电势有什么关系? * * * * * * * *
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