静电现象的应用特点课件PPT讲述.ppt

第七节 静电现象的应用 大石桥市高级中学 于东明 回顾 1.什么是静电感应？ 2.雷雨天为什么人不要站到山顶上？ 一、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。 静电平衡状态下导体的电场 E0 A B C D 二.静电平衡 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` ＋ － － ＋ 三、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：地球是一个极大的导体，可以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。 1.长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？ 2.带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？方向怎样？ 方向水平向左 3.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是:( ) A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场E为零。 C.导体内部合场强E内 = E0 + E=0。 D.导体表面和内部场强均为零。 C 4.将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A，如1-93所示，以下说法正确的是： （　　 ） A．导体B上各点的场强大小相等 B．导体A内部的场强一定为零 C．导体B的左端电势比右端电势高 D．导体B上的感应电荷在它的C点所 形成的场强一定不为零 ＢＤ 5.如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（ ） A、B端的感应电荷越来越多 B、导体内部场强越来越大 C、导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的的场强 D、导体的感应电荷在M、N两点产生的的场强相等 法拉第圆筒实验: 用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁. 导体上电荷的分布 法拉第圆筒实验: 和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布. 法拉第圆筒实验: 和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布. 二、导体上电荷的分布 研究静电平衡时导体内部的电荷 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 ——法拉第圆筒 实验 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 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，等电势面密，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 三 尖端放电 什么是尖端放电？ 在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。 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 分子中正负电荷分开 正负电荷奔向异种电荷 相当于尖端失去电荷 尖端放电 尖端放电 思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？ 避雷针 燃气灶和燃气热水器的电子点火装置 针尖形状 思考2：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状？ 避雷针 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 它是一个或几个尖锐的金属棒,安装在建筑物的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板连接,保持与大地的良好接触. 思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢? 思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢? 思考:空心导体壳内的验电器箔片不会张开，为什么? 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. 因为导体壳内部合场强为零. 四 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，相当于遮挡了外界电