人教版選修31 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 課件 (共17張).ppt

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 e 置于電場中的導(dǎo)體 自由電荷受電場力作用 將發(fā)生定向移動 一 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場 e 在導(dǎo)體兩端 積聚等量異種電荷 即靜電感應(yīng)現(xiàn)象 e 感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場e 與原電場疊加 只要內(nèi)部合場強(qiáng)不為零 自由電子就會繼續(xù)做定向移動 e e 當(dāng)內(nèi)部合場強(qiáng)為零時 即e e時 電荷不再發(fā)生定向移動 e e e e內(nèi) 0 靜電平衡 導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零時 e e 電荷不再發(fā)生定向移動 靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn) 1 導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)處處為零若不為零會出現(xiàn)何現(xiàn)象 2 導(dǎo)體是等勢體 各點(diǎn) 相等 表面為等勢面為什么會如此 導(dǎo)體內(nèi)部 表面移動電荷 電場力不做功 各點(diǎn)電勢相等3 導(dǎo)體外部表面場強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直導(dǎo)體表面是等勢面 跟電場線垂直假如不是這樣 場強(qiáng)就會有一個沿導(dǎo)體表面的分量 導(dǎo)體上的自由電子就會發(fā)生定向移動 這就不是靜電平衡狀態(tài)了 地球是一個極大的導(dǎo)體 可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài) 所以它是一個等勢體 這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因 例1 長為l的導(dǎo)體棒原來不帶電 現(xiàn)將一帶電量為 q的點(diǎn)電荷放在距棒左端r處 如圖 當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后 棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)終點(diǎn)p處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小等于 方向 例2 在孤立點(diǎn)電荷 q的電場中 金屬園盤處于靜電平衡狀態(tài) 1 盤內(nèi)m點(diǎn)與o點(diǎn)場強(qiáng)關(guān)系 2 盤上感應(yīng)電荷在o點(diǎn)處場強(qiáng)大小和方向 二 靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布 現(xiàn)象 甲 a的箔片張角逐漸增大乙 a的箔片始終沒有張開 結(jié)論 導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷 電荷分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集 凹陷的位置幾乎沒有電荷 為什么 法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) 1 空氣的電離 強(qiáng)電場使空氣分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離 2 尖端放電 在強(qiáng)電場作用下 物體尖端部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象稱為尖端放電 在強(qiáng)電場作用下 物體曲率大的地方 如尖銳 細(xì)小的頂端 彎曲很厲害處 附近 電荷密集 電場強(qiáng)度劇增 致使尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象 三 尖端放電 尖端放電 導(dǎo)體尖端電荷密度大 尖端周圍電場強(qiáng) 空氣電離 正負(fù)電荷奔向異種電荷 尖端失去電荷 尖端放電 應(yīng)用 避雷針 四 靜電屏蔽 1 屏蔽外電場 靜電屏蔽 導(dǎo)體殼 金屬網(wǎng)罩 能保護(hù)它所包圍的區(qū)域 使這個區(qū)域不受外電場的影響 本質(zhì) 是靜電感應(yīng) 導(dǎo)體外表面感應(yīng)電荷與外電場在導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)的疊加結(jié)果為零 2 屏蔽內(nèi)電場 如右圖 導(dǎo)體處于電場中 達(dá)到靜電平衡 導(dǎo)體殼內(nèi)外表面出現(xiàn)等量異種電荷 空間電場的電場線起于場源正電荷 終于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負(fù)電荷 再起于導(dǎo)體殼外表面正電荷 終于無窮遠(yuǎn) 殼內(nèi)外表面之間場強(qiáng)處處為零 殼外場強(qiáng)不為零 2 屏蔽內(nèi)電場 b 導(dǎo)體殼接地后 如右圖所示 導(dǎo)體殼外的正電荷被大地負(fù)電荷中和 正電荷出現(xiàn)在地球的另一端無窮遠(yuǎn)處 空間電場起于場源正電荷終于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負(fù)電荷 導(dǎo)體殼內(nèi)外表面之間及導(dǎo)體外部場強(qiáng)處處為零 導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場影響 注意 此時可以把導(dǎo)體合大地看做是一個導(dǎo)體 所以