,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,静电现象的应用课件,一、静电感应,静电平衡状态下导体的电场,第1页/共43页,-,-,-,-,-,-,-,-,0,E,二,.,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,.,第2页/共43页,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,.,第3页/共43页,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,第4页/共43页,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,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,E,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。,第5页/共43页,课堂小练,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？,R,L,O,+q,答：,达到静电平衡后导体内部处处场强为零,则,E,感,E,源,k,(,R,+,L,/2),2,E,感方向与,E,源方向相反，即指向点电荷,+,q,.,q,第6页/共43页,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？,+Q,-Q,O,方向水平向左,第7页/共43页,导体上电荷的分布,第8页/共43页,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,.,1,2,第9页/共43页,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,第10页/共43页,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,第11页/共43页,思考：电荷在导体外表面的分布情况,均匀球形导体,第12页/共43页,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,尖端放电,什么是尖端放电？,第13页/共43页,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。,第14页/共43页,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,第15页/共43页,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,第16页/共43页,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？,第17页/共43页,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,.,第18页/共43页,第19页/共43页,第20页/共43页,+,思考,:,用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢,?,第21页/共43页,+,思考,:,用,金属网罩,将验电器罩住,会怎样呢,?,第22页/共43页,第23页/共43页,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,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,.,第24页/共43页,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,场对它内部的影响，这种,现象叫做,静电屏蔽,。,什么是静电屏蔽？,第25页/共43页,1,静电屏蔽,（,1,）空腔导体的特点,空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。,（,2,）静电屏蔽,导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。,第26页/共43页,静电平衡的应用：静电屏蔽,第27页/共43页,静电平衡的应用：静电屏蔽,电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。,第28页/共43页,静电平衡的应用：静电屏蔽,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。,第29页/共43页,静电平衡的应用：静电屏蔽,两位英国科学家,08,年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击。,鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值,1200,万英镑的保险。,第30页/共43页,第31页/共43页,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。,4,静电屏蔽,了解了静电屏蔽现象及其应用。,小结,第32页/共43页,静电现象的应用,例,1,、,在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体，,A,、,B,分别是球壳内、外的两点，,C,是金属内部一点，其电场分布是,(),A,B,C,D,E,A,0,，,E,B,0,，,E,C,0,E,A,0,，,E,B,0,，,E,C,0,E,A,0,，,E,B,0,，,E,C,0,E,A,0,，,E,B,0,，,E,C,0,B,例,2,、,AB,是两个架在绝缘支座上的金属球，原来都不带电，中间用导线连接，现用一个带正电的小球,C,靠近,B,球，用手摸一下,B,球，然后撤去导线，再拿走小球,C,，那么,(),A,B,C,D,以上三种说法都不对,A,球带正电，,B,球带负电,A,球带正电，,B,球不带电,A,球不带电，,B,球带负电,A,A,B,C,A,B,C,+,+,+,+,+,+,+,+,第33页/共43页,静电现象的应用,例,3,、,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,(,不和球壁接触,),，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球,B,向,C,靠近，则,(),A,B,C,D,A,往左偏离竖直方向，,B,往右偏离竖直方向,A,的位置不变，,B,往右偏离竖直方向,A,和,B,的位置都不变,A,往左偏离竖直方向，,B,的位置不变,B,例,4,、,一个带有绝缘座的空心金属球,A,带有,410,-8,C,的正电荷，有绝缘金属小球,B,带有,210,-8,C,的负电荷，使,B,球与,A,球的内部接触后，将,B,球取出，则,A,、,B,球各带电量为,(),A,B,C,D,Q,A,410,-8,C,，,Q,B,210,-8,C,Q,A,10,-8,C,，,Q,B,10,-8,C,Q,A,210,-8,C,，,Q,B,0C,Q,A,0C,，,Q,B,210,-8,C,B,A,B,C,第34页/共43页,1、,请用学过的电学知识判断下列说法正确的是,（）,A.,电工穿绝缘衣比穿金属衣安全,B.,制作汽油桶的材料用金属比用塑料好,C.,小鸟停在单根高压输电线上会被电死,D.,打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险,B,课堂小练,第35页/共43页,2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,ABD,第36页/共43页,3在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器,A,和一个带正电荷的空腔导体,B,，下列实验方法中能使验电器箔片张开的是(),A用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟,B,的内壁接触一下后再跟,A,接触,B用取电棒先跟,B,的外壁接触一下后再跟,A,接触,C用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与,B,的内壁接触,D使验电器,A,靠近,B,BCD,第37页/共43页,4一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 (),B,第38页/共43页,5、把原来不带电的金属球壳,B,的外表面接地，将一个带正电的小球,A,从小孔中放入球壳内，但不与,B,发生接触，达到静电平衡后，则（）,A.,球壳,B,的空腔中场强处处为零。,B.,球壳,B,不带电。,C.,球壳,B,的内，外表面电势相等。,D.,球壳,B,的电势为零。,第39页/共43页,A,B,6、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？,第40页/共43页,7在一个导体球壳内放一个电量为,Q,的点电荷，用,E,表示球壳外任一点的场强，则(),A当,Q,在球壳中央时，,E,0,B不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,C只有当,Q,在球心且球壳接地时，,E,0,D只要球壳接地，不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,D,第41页/共43页,8、如图所示为一空腔球形导体,(,不带电,),，现将一个带正电荷的小金属球,A,放入腔中，当静电平衡时，图中,a,、,b,、,c,三点的电场强度,E,和电势,的关系是,(),A,E,a,E,b,E,c,，,B,E,a,=E,b,E,c,，,C,E,a,=E,b,=E,c,，,D,E,a,E,c,E,b,，,D,第42页/共43页,感谢您的观看。,第43页/共43页,