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静电现象的应用
临汾三中 梁凡
1、什么是静电平衡状态?
导体内(包括表面)的自由电子不再发生定向移动。
2、静电平衡状态下的导体具有什么性质?
(1)内部场强处处为0
(2)表面附近一点的场强必定与这点表面垂直(表面附近电场线与表面垂直)
(3)导体表面是一个等势面,导体是一个等势体
(4)净电荷只分布于导体表面
一、自主预习
3、什么是电离?
带电粒子再强电场的作用下发生剧烈运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正负电荷分离。这个现象叫做空气的电离。
二、合作探究
E合=0
1.是不是导体内部就不存在电荷了?
2.是不是导体内部电荷就不再移动了?
结论:
1.导体内部场强处处为0
注意:合场强
2. 净电荷分布在导体表面
1.为什么净电荷只能分布在导体表面,如果内部存在净电荷会造成什么影响?
2.导体表面电荷是如何分布的呢?
在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,外部附近的电场也越强,凹陷的地方几乎没有电荷
再生新疑问
静电平衡状态下的导体表面附近电场线是如何分布的?为什么?
1.如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b点是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小。下列说法正确的是( ? )
A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电?B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电?C.整个导体包括表面上的a、b点是一个等势体且电势等于零?D.a、b两点的电场强度不为零且a、b两点场强方向相同但a点的场强比b点的场强要强(大)一些
针对练习
2.如图,长为L的导体棒原来不带电,现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时,棒上感应电荷在棒内中点o处产生的场强的大小为多大?
1.尖端放电的原理是什么?有什么应用?
三、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
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.
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.
四、是不要进水中,水溶液导电好,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.
1.如果把导体内部挖空,会影响静电平衡吗?
2.如果我们要防止某个电场对外界的影响,该怎么办?
四、静电屏蔽
一个不带电的空心金属球,在其球心处放一正电荷,试分析其电场分布情况?
若将球外壳接地,情况又如何?
3.如图所示,将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电小球B向C靠近,于是( )A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向C.A往左偏离竖直方向,B的位置不变D.A和B的位置都不变?
针对训练
4.如图所示,A为空心金属球,B为金属球,将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,不接触A球,然后用手摸一下A球,再用手接触一下B球,再移走C球,则( ? )
A.A球带负电,B球带正电?B.A球带负电,B球不带电C.A、B两球都带负电?D.A、B两球都带正电
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