1-7静电现象的应用.ppt

1-7 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 - - - - - - - - 0 E 2.静电平衡 - - - - - - - - - 1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动. E E E 2、 导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场. 0 E - - - E - - - - 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 . 0 E - - - - - - - E=0 4、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态. 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` E － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － E合=0 ＋ － － ＋ 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）导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 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。 + + + + + + + + - - - - - - - - E 结论：导体处于静电平衡状态时，其表面任一点场方向跟该点表面垂直。 法拉第圆筒实验: 1 2 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: 1 2 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: 1 2 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. 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 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 尖端放电的原理是什么？ 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。 尖端放电的原理有何应用？ 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 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 - - - - - - + + + + + + + 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? + 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. 类似事例:通讯电缆外包金属层,电学仪器外套金属罩. 静电屏蔽的应用 思考:电力工作人员有时需要带电作业， 怎样才能保证他们的生命安全？ 全身穿戴金属丝网制成的衣，帽，鞋，手套等。