人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 4 静电的防止与利用.ppt

某同学在学习了电学知识后对电工穿的高压作业服进行了研究,发现高压作业服是用铜丝编织的,你能告诉他其中的原理吗?提示:电工被铜丝编织的衣服所包裹,铜丝编织的衣服内电场强度保持为零,对电工起保护作用。典例剖析【例2】避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A.云层中所带的电荷被避雷针通过导线导入了大地B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地D.避雷针的顶端做成球形避雷效果更明显答案:B解析:避雷针尖端电荷密度大,周围的电场强度大,把周围的空气电离,带电粒子在强电场的作用下加速撞击空气中的其他分子使它们进一步电离,所带电荷与导体尖端电性相反的粒子被吸引而奔向尖端与尖端上的电荷中和。若避雷针的顶端做成球形电荷分布均匀,避雷效果很差。选项B正确。学以致用2.下图是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M、N间有两个等高的金属柱A、B,A为尖头,B为圆头。将金属板M、N接在高压电源上,逐渐升高电源电压,首先观察到()A.A放电 B.B放电C.A、B一起放电 D.A、B之间放电答案:A解析:根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知,A金属柱尖端电荷密集,容易发生尖端放电现象,故选项A正确。典例剖析【例3】如图所示,把原来不带电的金属壳B的外表面接地,将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内,但不与B接触,达到静电平衡状态后,则()A.B的空腔内电场强度为零B.B不带电C.B的外表面带正电D.B的内表面带负电答案:D解析:因为金属壳的外表面接地,所以外表面无感应电荷,只有内表面有感应电荷分布,且由于A带正电,则B的内表面带负电,选项B、C错误,D正确;B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场,由电场叠加知,电场线的方向由A指向B,所以空腔内电场强度不为零,选项A错误。方法总结静电屏蔽有两种类型,当外壳不接地时,可以屏蔽外电场对壳内的影响,但不能屏蔽壳内电荷电场对壳外的影响。当外壳接地时,能屏蔽壳内电荷电场对壳外的影响。学以致用3.如图所示,较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷,则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为()A.EaEbEcEdB.EaEc=EdEbC.EaEcEdEbD.EaEbEc=Ed答案:C解析:当静电平衡时,空腔球形导体壳内壁感应出负电荷,外壁感应出正电荷,感应电荷形成的电场与点电荷形成的电场叠加,导致空腔球形导体壳中电场强度为零。画出电场线的大致分布如图所示。由于a处电场线较密,c处电场线较疏,d处电场线最疏,b处电场强度为零,则EaEcEdEb,选项C正确。随堂训练1.导体处于静电平衡,下列说法正确的是()A.导体内部没有电场B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面C.导体内部没有电荷的运动D.以上说法均不正确解析:导体处于静电平衡,导体内部不是没有电场,而是外电场与感应电荷产生的电场的合电场强度为零,但两电场仍然存在,选项A错误;不能说导体内部没有电荷,自由电子和正电荷仍存在,只是显中性,净电荷只分布在外表面上,选项B错误;导体内部的电荷(电子与正电荷)的热运动始终存在,选项C错误;综上,选项D正确。D2.(多选)口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理,就是在熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒,称为静电吸引沉积,静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。根据这些信息,下列说法正确的是()A.医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更好B.医用一次性口罩可以防止携带感冒病毒的唾液的侵入C.为了节约资源刚用完的医用一次性口罩可以及时清洗晒干后使用D.除了从专业技术上鉴定外,还可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假答案:BD解析:根据题中信息可知医用一次性口罩上熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒,当进行高温蒸汽消毒、清洗等行为都会使上面的静电消失,静电能吸附轻小物体,可以判断口罩真伪,故选项D正确,A、C错误。医用一次性口罩可防止携带感冒病毒的唾液的侵入,故选项B正确。3.(多选)如图所示,P是一个带电体,N是一个不带电的金属空腔,下列选项中放在绝缘板上的小纸屑S不会被吸引的是()答案:AC解析:当负电荷放在金属壳外时,使金属壳上端带正电荷,下端带负电荷,两端出现电压,导致感应电场与外电场相叠加,所以内部电场强度为零。因此绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引,故选项A正确。当负电荷放在金属壳内时,使金属壳内部带正电荷,外部带负电荷,导致出现感应电场,从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引,故选项