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高二物理人教版选修3-1课件：1.7 静电现象的应用(1)

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人教版高中物理选修3-1PPT课件 1.7静电现象的应用

人教版高中物理选修3-1PPT课件 1.7静电现象的应用

②电势的特点
带电导体的等势面
处于静电平衡状态的导体，整个导体是等势体，它的表面是个等势面
静电平衡状态下导体的电场
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。 这是我们常常把大地选做零电势体的一个原因。
处于静电平衡状态的导体，其上的电荷如何分布？
导体上的电荷和电势分布
掌握静电平衡时导体的电荷分布 掌握静电平衡时导体上的电势分布
当导体的尖端聚集大量的电荷时，会发生什么现象呢?
尖端放电
理解并掌握尖端放电的产生原理 知道尖端放大
尖端周围电场强
空气电离
空气中残留带电粒子剧烈运动
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
尖端放电
尖端放电的应用——避雷针
带电雷雨云 接近
避雷针 静电感应
金属棒出现与云层相反电荷 尖端放电
根据电势差与电场强度的关系可知，若电场强度处处为0，则任意两点间 的电势差为0，也就是导体上各点的电势都相等。
所以，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态下导体的特点
①场强的特点 处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
静电平衡
导体中自由电荷在 电场力作用下将发 生定向移动。
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。
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
静电平衡状态：
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。

人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用(共19张PPT)

人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用(共19张PPT)

• 解析：
• B项：B接触A的内表面，A的部分正电荷到
四 B再通过导线到C，此时ABC构成等势体，
、 但是由于B在A内部，所以并不带电，此时
课 时
带正电荷的是A的外表面和C！再将B离开A， 只要不拿到A的外面，这个过程中电荷不会 移动，因为系统还是平衡的。
训 练
•
C项：球接地后，接地相 当于无穷远端，此时BC和
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。
3.尖端放电的应用——避雷针
二 、 导体尖端电荷密度大 静 电 尖端周围电场强 现 象 空气电离 的 应 尖端放电 用
（二）静电屏蔽
二 、
1.空腔导体的特点:
静 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，
电 空腔内不受外电场的影响。
第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
A
带电圆筒
复习：
• 电场强度、电场叠加原理 • 电势、电势差、等势面？ • 电势差跟电场强度之间的关系？
(一）静电平衡状态下导体的电场
一 、
1、静电感应:
(1)置于电场中的导体， 自由电荷受电场力作
静 用，将发生定向移动。
电 (2)静电感应：在导体两
平端，积聚等量异种电荷。 -
四 在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电
、 课
荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( )
D
时 A、当＋Q在球壳中央时，E＝0
训 B、不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 练 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
• 练习5：
如图所示，一带正电的绝缘金属球壳A，顶

1.7静电现象的应用 课件(人教版选修3-1) (1)

1.7静电现象的应用 课件(人教版选修3-1) (1)

靠近金属网罩,验电器的箔片是否张开?此现象说明了
什么?
提示：①金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电 器靠近金属网罩，验电器箔片张开.
②此现象说明网罩内带电体产生的电场能使外界受到
影响.
(2)如图所示，原来金属网罩不带电,罩内小球带正电, 现把金属网罩接地,则验电器的箔片是否张开?此现象
说明了什么?此现象的本质是什么?
负电.因此，空心球C外壁和带电小球B是异种电荷，所
以B受C球的吸引往右偏离竖直方向.而由于空心球C能 屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的 作用，它的位置不变.
【典例3】如图所示，在真空中 有两个点电荷A和B，电荷量分别
为-Q和+2Q，它们相距为l.如果在两点电荷连线的中点
O有一个半径为r(2r<l)的空心金属球，且球心位于O点， 则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为____，方向 ____.
带电的金属球壳？
【解析】因为静电平衡时，导体所带电荷分布在外表 面，故可以让带电小球和金属导体壳内壁相接触. 答案：见解析
6.（5分）一个空心金属球A带5×10-4 C的正电荷，一 个有绝缘柄的金属小球B带有2×10-4 C的正电荷，将B
球放入A球壳内与内壁接触，静电平衡后，A、B球分别
带的电荷量为：QA=____，QB=____.
电荷中和.（这相当于导体从尖端失去电荷）
2.探究分析下列两个问题. (1)如图所示使带正电的金属球靠近验电器,验电器的
箔片是否张开?此现象说明了什么?
提示：①使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔 片张开. ②此现象说明了验电器受到附近带电体的影响.
(2)现用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球 靠近验电器，如图所示,验电器的箔片是否张开?此现 象说明了什么?此现象的本质是什么?

高二新人教版物理选修3-1课件1-7 静电现象的应用

高二新人教版物理选修3-1课件1-7 静电现象的应用

[易错分析]对易错选项及错误原因具体分析如下：
易错选项 错误原因 只考虑到点电荷对带电小球的作用，而忽视了金 A项
属板处在点电荷的电场中，金属板表面是一等势
面，电场方向与金属板平面垂直，小球受的电场 力是竖直向下的，水平方向不受力的作用． 对带电小球受力分析的错误，造成电场力做功分
C项
析的错误：误认为电场力对小球先做负功后做正 功，由动能定理知先减速后加速.
误区 1： 静电平衡状态的导体内部场强处处为零， 所 以导体内部没有电场． 点拨：不能说导体内部没有电场．因为导体内部电 场强度为零，是指合场强为零，事实上，导体内部每一 点都有两个场强，只是叠加的结果使得该点合场强为 零．由此我们可以得到如下结论：处于静电平衡状态的 导体，感应电荷在导体内任一点的场强 E′与外电场在 该点的场强 E0 大小相等，方向相反，即 E′＝－ E0.
易错点：对处于静电平衡状态下的导体理解不透导 致错误 案例：如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正 上方有一带正电的点电荷 Q，另一表面绝缘，带正电的 金属小球 (可视为质点，且不影响原电场 )自左以初速度 v0 向右运动，在运动过程中 ( )
• A．小球做先减速后加速运动 • B．小球做匀速直线运动 • C ．小球受到的电场力先做负功后做正 功 • D．小球受到的电场力做功为零
第 七 节
静电现象的应用
※ 理解静电平衡状态及特点 ※ 掌握静电平衡时导体上电荷的分布特点 ※ 了解生活中的静电现象及应用
在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安全无恙？ 运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖 在地面，这又是为什么呢？
知识点 1
静电平衡状态下导体的电场
1.静电感应：处于电场中的导体，由于电场力 的作 用，电荷出现重新分布 2．静电平衡 (1)定义： 导体中 (包括表面上)没有电荷定向移动 状态． 的 的现象．

高中物理选修3-1课件(人教版)：1.7+静电现象的应用(共75张PPT)

高中物理选修3-1课件(人教版)：1.7+静电现象的应用(共75张PPT)
接近,由于该村尚未接通有线电视信号,空中的信号常常受到干扰, 在电视荧屏上出现网状条纹,影响正常收看。为了使电视机不受干扰, 可采取的办法是( )。
A.将电视机用一金属笼子罩起来 B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地 C.将高频热合机用一金属笼子罩起来 D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地
虽然也受到静电力作用,却不会定向移动。
(2)当导体 ABCD 的两面分别聚集正负电荷时,在导体内部就会 产生与 E0 方向相反的电场 E',如图乙中的虚线所示,这两个电场叠加,
使导体内部电场强度减弱。
(3)由于只要导体内部的电场强度不为零,自由电子就会继续定
向移动,导体 ABCD 两面的正负电荷就会继续增加,使电场 E'增强,直
• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/26
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 • 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 • 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 • 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021

人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用(共16张PPT)(1)(完美版下载)

人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用(共16张PPT)(1)(完美版下载)

即学即练
单2、击下此列说处法正编确的辑是（母B版）标题样 式 A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油单击桶以的编材辑母料版用副金标题属样比式用塑料好 C. 小鸟停在单条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
即学即练
3、如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，
量为单Q，击到球此心的处距离编为r辑，该母点电版荷的标电场题在球样心的场
强等于多少？
式
E
k
Q r2
单击以编辑母版副标题样式A
, 方向沿QO指向O
R
E oE
r
Q
注意：E是点电荷Q产生的电场（即外电场），E’是感应电荷产 生的电场（附加场），E合是两个电场叠加后的合电场
课堂小结
单击此处编辑母版标题样
式
场强特征
式
①导体内部的电场强度处处为0。
单击以编辑母版副标题样式
②导体表面附近任何一点的场强方向与该点表面垂直。
电势特征
①导体是个等势体。 ②导体表面是个等势面。
二、导体上的电荷分布
2
1
单击此处编辑母版标题样
式
单击以编辑母版副标题样式
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。
将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生
单击此处编辑母版标题样 接触，达到静电平衡后，则（ CD ）
式 A、B的空腔内电场强度为零
B
B、B不带电 单击以编辑母版副标题样式 A
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？
பைடு நூலகம் 即学即练
4、在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用E表

人教版高中物理选修3-1 第1章-第7节-静电现象的应用(课件)(共23张PPT)

人教版高中物理选修3-1 第1章-第7节-静电现象的应用(课件)(共23张PPT)
外的 M 、 N 两点分别放置一个电荷量为+Q 的点电 荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一 水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感 应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验 电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网 罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于 静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节

1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)

1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与该点
的表面垂直
【提出问题】
不管导体以前是否带有电荷，当导体 处在静电平衡时，它都有什么特征？ 1.处于静电平衡状态的导体，内部无 电荷，电荷只分布在外部. 2.处于静电平衡状态的导体，表面电 荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷 的密度越大，凹陷的位置几乎没有电 荷.
静电现象的应用：
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡的特点 （1）导体内部电场强度处处为零． （2）导体是个等势体，表面是等势面． （3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直． （4）导体内部无净电荷，净电荷分布在导体表面．越尖的地方 电荷越密． 二、导体上的电荷分布：内部无电荷，电荷分布在外表面，越 尖锐处电荷密度越大 三、尖端放电：空气电离、避雷针 四、静电屏蔽
静电现象的应用
学习目标： 知识与技能
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么 是静电平衡状态． （2）理解静电平衡时，净电荷只分布在导 体表面且内部电场强度处处为零． （3）知道静电屏蔽及其应用．
【问题引入】 1.什么是静电感应现象？
静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重 新分布的现象.
2.静电感应现象的实质是什么？
小结：
1、静电平衡状态： 导体内没有自由电荷的定向移动的状态。
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
②处于静电平衡状态的导体，内部无电场线分布，外部 的电场线与导体表面垂直。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面 个等势面。
静电平衡 电场中导体内（包括表面上）自由 电荷不再发生定向移动的状态叫做 静电平衡状态 静电平衡导体的特性

人教版高中物理选修3-1课件：1.7静电现象的应用(共25张PPT)

人教版高中物理选修3-1课件：1.7静电现象的应用(共25张PPT)

答案：BCD
解析：金属板接地时，右侧表面仍有感应负 电荷，而且a点附近的电荷面密度(单位表面积的 电荷量)比b点附近的电荷面密度要大些，场强要 强(大)些，电场线也密一些；整个金属板是等势 体，右侧表面是等势面，电场线与等势面垂直， 可见a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面，方 向相同，选项D也正确.
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 电位面密，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
闪电防护
雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从 四条原则．
（二）、导体上的电荷分布：
结论:1.静电平衡时导体内部没有电荷，其 电荷只分布在外表面. 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
结论:2.在导体表面,越尖锐的位置,电荷的 密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置 几乎没有电荷.
二、静电屏蔽现象
对静电屏蔽的理解
1．现象：一个金属导体壳(网罩)能 把壳外电场遮住，使壳内部不受外 电场影响，这种现象叫静电屏蔽.
一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端 而被闪电直接击中
二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因 “跨步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击 点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚 分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间 便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人 受伤害．
三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高 大建筑体附近，不可手持金属体高举头 顶．
2．原理：静电屏蔽的原理是静电 感应与静电平衡.
3．两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响

人教版高二物理选修3-1第一章：1.7 静电现象的应用(共22张PPT)

人教版高二物理选修3-1第一章：1.7 静电现象的应用(共22张PPT)

思考①
导体处于静电平衡状态时，
：
为什么内部场强处处为零？
如果静电平衡时导体内部的电场不为0， 那么自由电子就会在库仑力的作用下做 定向移动，那就不是静电平衡状态了。
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1、金属导体的微观结构 如何？
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1、什么是静电感应现象？静电感应的实质是 什么？
A
B
电荷在物体 内部转移
C
2、是什么力使导体中的正负电荷分开，电荷重 新分布稳定后，导体表面和内部有电荷移动吗？
+
外电场强度
感应电荷电场强度 E0
E
Байду номын сангаас
E0
E＇
0
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（1）静电平衡状态导体的特点
①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处 为零。
②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附 近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
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人教版高中物理选修3-1：第一章 1.7 静电现象的应用 课件1

人教版高中物理选修3-1：第一章 1.7 静电现象的应用 课件1

静电平衡状态下导体的特点：
（1）导体内部没有电荷定向移动。 （2）导体内部的场强处处为零。（必要条件） （3）电荷只能分布在导体的外表面（感应电荷分布在导体的两 端——近端和远端，净电荷分布在导体外表面） （4）电场线在导体内部中断。 （5）导体表面上任何一点场强方向与该点表面垂直。
法 拉 第 圆 筒 实 验
E0
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强 处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势 体，它的表面是个等势面。
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。

静电平衡状态下导体的两种类型： （1）电场中导体的静电平衡 - + - + - + （2）带电体的静电平衡


尖端放电现象
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。
应用：避雷针
处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零， 将导体挖空，变成一个导体壳，壳内场强仍处处为零。 所以导体壳或金属网罩能使其内部区域不受外部电场 的影响。 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其 内部不受外电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。
三、静电屏蔽
结论:带电导体在稳定时,其电荷均分布在外表面。
一、静电平衡
1．静电平衡状态：导体中(包括表面)没有电荷定向移动 的状态 导体内部场强处处为零 导体表面场强垂直表面 2．特点： 导体为等势体，表面为等势面 孤立带电体净电荷只分布在外表面
3．静电平衡导体的电荷分布特点 ①内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导体内部 没有净电荷。 ②受导体的形状影响，越尖端处电荷密度大。

人教版选修3—1 物理：1.7 静电现象的应用 课件(共34张PPT)

人教版选修3—1 物理：1.7 静电现象的应用 课件(共34张PPT)

空腔导体接
地时，在空腔导 体的静电荷形成 的电场。
静电荷处于
空腔导体中形成 的电场。
生活中静电屏蔽的应用：
高压作业的工人工
作服可以保护工人不受 外部高电压的影响。
常用的包装带表
面有一层金属箔膜也 是用来保护产品。*静电屏蔽的应用Fra bibliotek典例分析
一､静电感应､静电平衡状态
例1:如下图所示,带正电小球A靠近不带电的金属导体B,由于 静电感应导体B的左端出现负电荷,右端出现正电荷,下列说 法,正确的是( )
-
-
-
-
E0
- 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。自由电荷不 再发生定向移动 .
- E=0 E0 -
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.
静电平衡状态
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在导体内的合场强为零，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。
(3)导体表面上任一点的电场线跟该点的表面垂直 (4)静电平衡时,导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体 的外表面,在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大, 凹陷的位置几乎没有电荷 二､尖端放电 1.导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留 的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动,把空气中的 气体“撞”散,也就是使分子中的正负电荷分离,这个现象 叫做空气的电离
课堂互动探究
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应
把一个不带电的金属 A 导体ABCD放到场强为E0 的匀强电场中，导体内的
电子受到库伦力的作用，

人教版物理选修3-1 1.7《静电现象的应用》教授课件(共21张PPT)

人教版物理选修3-1 1.7《静电现象的应用》教授课件(共21张PPT)

1-7 静电现象的应用
+ +
第一章 静电场
10
• 思考:生活中有哪些应用？1-7 静电现象的应用 避雷针 燃气灶和燃气热水器的电子点火装置
针 尖 形 状
第一章 静电场
动画解释：避雷1-7针静的电现原象理的应用
I
I
第一章 静电场
避雷针的工作原理
+ +
1-7 静电现象的应用
+ +带+电云+ +
－ －－ － － －
σ E ;σ , E
++ + ++
+++++
静电平衡导体,表面曲率越大的地方,电荷面密度 越大，电场越强。
第一章 静电场
8
尖端放电现象
带电导体尖端附 近的电场特别大，可 使尖端附近的空气发 生电离而成为导体产 生放电现象．
1-7 静电现象的应用
σE
第一章 静电场
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< 电风实验 >
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第一章 静电场
1-7 静电现象的应用
1 2屏.屏蔽蔽外内电电场场
接地空腔导体屏蔽内电场
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qq qq+ E
+ ++
用空腔导体屏蔽外电场
第一章 静电场
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Hale Waihona Puke [核心点击] 静电屏蔽的两种情况
屏蔽外电场
1-7 静电现象的应用
屏蔽内电场
图示
第一章 静电场
静电屏蔽的应用
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二、导体上电荷的分布(见课本第25页) 静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点: (1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的表面。 (2)在导体表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大, 凹陷的位置几乎没有电荷。
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三、尖端放电和静电屏蔽(见课本第 25 页)
尖端放电 导体尖端的强电场使附近 原 的空气电离, 电离后的异号 理 离子与尖端的电荷中和, 相 当于导体从尖端失去电荷 应用:避雷针是利用尖端放 电避免雷击的一种设施。 防止:高压设备中导体的表 面尽量光滑会减少电能的 损失 静电屏蔽 当金属外壳达到静电平衡时, 内部 没有电场, 因而金属的外壳会对其 内部起保护作用, 使它内部不受外 部电场的影响 应用:电学仪器外面有金属壳, 野 外高压线上方还有两条导线与大 地相连, 都是利用静电屏蔽现象消 除外电场的影响
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2.静电平衡状态下导体上电荷的分布特点 (1)内、外表面分布不同,电荷都分布在外表面,导体内部没有净 电荷。 (2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几 乎没有电荷。
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静电现象的应用
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情景导入
思维导图
众所周知,雷电是一种常见的自然现象。 雷电击中物体会产生强烈的破坏作用。 防雷是人类同自然斗争的一个重要课 题。安装避雷针是人们行之有效的防雷 措施之一,如图所示。 避雷针由接闪器、接地引下线和接地体 (接地极)三部分串联组成。避雷针的接闪 器是指避雷针顶端部分的金属针头。接 闪器的位置都高于被保护的物体。接地 引下线是避雷针的中间部分,是用来连接 接受器和接地体的。接地引下线的截面 积不但应根据雷电流通过时的发热情况 计算,使其不会因过热而熔化,而且还要有 足够的机械强度。接地体是整个避雷针 最底下的部分,它的作用是安全地把电荷 导入地下。
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避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( ) A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地 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.以上说法都不对 解析:带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层 电性相反的静电,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷, 从而避免遭受雷击,故选项B正确。 答案:B
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一、静电平衡状态下导体的电场(见课本第24页) 1.静电感应现象 把导体放入电场,导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动, 而使导体两端出现等量异种电荷的现象。 2.静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为零。 (2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的电场强度方 向必跟该点的表面垂直。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体。
线连接时,就可把它们看作是一个大导体,有些问题中所提到的“用 手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体。
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【例题1】 在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态, 若圆盘与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发 的附加电场强度E'的方向在图中正确的是( )
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1.静电平衡实质 (1)在达到静电平衡的过程中,外电场引起导体内自由电荷的定向 移动使导体两侧出现感应电荷,感应电荷的电场和外电场方向相反, 使合电场强度减小,随着感应电荷的继续增加,合电场强度逐渐减 小,直至合电场强度为零,自由电荷的定向移动停止。 (2)静电平衡时,导体内存在两个电场,即外电场E0和感应电荷在 导体内部产生的附加电场E',在导体内部各位置,附加电场E'与外电 场E0方向相反、大小相等,导体内各位置的合电场强度为零,自由 电荷所受合力为零。 (3)当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时,还 要继续发生静电感应现象,直到再次达到平衡,因此静电平衡也是 一 Nhomakorabea动态平衡。
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探究一静电平衡及电荷分布特点 如图是各种导体静电平衡时的电场线分布图,观察图片,至少说 出两条电场线或等势线分布的大致特点。
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(3)“远近端”电荷的电性相反,电荷量相等。 ①如图甲所示,处于静电平衡状态的导体,离场源电荷较近和较 远的两端将感应出等量的异种电荷,即“远同近异”。
②如图乙所示,当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导
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