人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》第七节：静电现象的应用课件(共24张)讲义.ppt

放电实验 7、静电现象的应用 1、静电感应 把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 E0 A B C D 3、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 . 静电平衡 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场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。 E ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ E` ＋ － － ＋ 处于静电平衡状态导体是一个等势体，表面是一个等势面 结论：导体处于静电平衡状态时，其表面任一点场强方向跟该点表面垂直。 3、处于静电平衡状态导体的特点： （1）导体内部的场强处处为零 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面 （3）导体外部电场线与导体表面垂直 注意： （1）用导线把导体接地或用手触摸导体时，可把导体和地球看成一个大导体 （2）一般取无穷远处或大地的电势为零。 练习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 A B D 例1：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？ Q R r A 注意：E、E`和E合的区别 E由外电场决定，E`=E，E合=0 o 金属球电荷的 分布怎样？ 法拉第圆筒实验 导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷 静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷 练习2： 有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示， 则B球上电量为＿＿＿＿C， A球上电荷量为＿＿＿＿C， 分布在＿＿＿＿。 0 2X10-6 外表面 放电实验 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 解释实验现象 思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗? 静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其 内部区域不受外电场影响 的现象. 不会 因为导体壳内部合场强为零. 思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢? 该现象表明金属网罩也能起到静电屏蔽作用. 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。 A B 例2：如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生接触，达到静电平衡后，则： A、B的空腔内电场强度为零 B、B不带电 C、B的内外表面电势相等 D、B带负电 B的外部电场强度为零吗？ 本节主要学了以下几个问题： 1．静电平衡状态下导体的电场 学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点 2．导体上电荷的分布 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 3．尖端放电 了解了尖端放电现象及其应用。