靜電現(xiàn)象的應(yīng)用(公開課)

1、7 7、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1 1、靜電感應(yīng)、靜電感應(yīng) 把金屬導(dǎo)體放在外電場把金屬導(dǎo)體放在外電場E E0 0中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動(dòng)，使導(dǎo)體表面由電子受電場力作用而定向移動(dòng)，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。E0ABCD-0E-1 1、導(dǎo)體中自由電荷、導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)在電場力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)生定向移動(dòng). .EEE2 2、 導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷電荷, ,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場中產(chǎn)生反方向的附加場. .0E-E-3 3、感應(yīng)電荷的電場增到、感應(yīng)電荷

2、的電場增到與外電場相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)與外電場相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場強(qiáng)為零。自由電荷的合場強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止定向移動(dòng)停止 . .0E-E=04 4、靜電平衡：導(dǎo)體、靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動(dòng)中無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)的狀態(tài), ,就叫靜電平就叫靜電平衡狀態(tài)衡狀態(tài). . 靜電平衡靜電平衡 發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場加電場EE和原電場和原電場E E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E=EE=E時(shí)，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀時(shí)，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。EEEE合=0處于靜電平衡

3、狀態(tài)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面表面是一個(gè)等勢(shì)面BAABU 0EE合=0+-E 結(jié)論結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其表面任一點(diǎn)場強(qiáng)方向跟該點(diǎn)表面垂其表面任一點(diǎn)場強(qiáng)方向跟該點(diǎn)表面垂直。直。3 3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：（1 1）導(dǎo)體內(nèi)部的）導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零場強(qiáng)處處為零（2 2）整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)）整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體等勢(shì)體，表面是一個(gè)，表面是一個(gè)等等勢(shì)面勢(shì)面（3 3）導(dǎo)體外部）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直電場線與導(dǎo)體表面垂直注意：注意：（1 1）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接地或用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接

4、地或用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，可把導(dǎo)體和地球看成一個(gè)大導(dǎo)體可把導(dǎo)體和地球看成一個(gè)大導(dǎo)體（2 2）一般取無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零。）一般取無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零。 練習(xí)練習(xí)1 1關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是的是 A A當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)一定相等上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)一定相等 B B當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，其外當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，其外表面附近的電場方向一定與導(dǎo)體的表面表面附近的電場方向一定與導(dǎo)體的表面垂直垂直 C C絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)絕緣體也有靜電平衡狀態(tài) D D達(dá)到靜電平衡時(shí)，達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體導(dǎo)體內(nèi)自由內(nèi)自由電子不在

5、定向移動(dòng)電子不在定向移動(dòng)A B D課本課本28頁問題與練習(xí)頁問題與練習(xí)1法拉第圓筒法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)12導(dǎo)體導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在，電荷只分布在導(dǎo)體的導(dǎo)體的外表面外表面（2 2）在導(dǎo)體表面，）在導(dǎo)體表面，越尖銳越尖銳的位置，電荷的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷凹陷的位置幾乎沒有電荷的位置幾乎沒有電荷靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)（1 1）導(dǎo)體）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在，電荷只分布在導(dǎo)體的導(dǎo)體的外表面外表面（2 2）在導(dǎo)體表面，）在導(dǎo)體表面，越尖銳越尖銳的位置，電荷的位置，電荷密度

6、（單位面積的電荷量）越大，密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷凹陷的位置幾乎沒有電荷的位置幾乎沒有電荷 練習(xí)練習(xí)2 2： 有一絕緣空心金屬球有一絕緣空心金屬球A A，帶有，帶有4 410106 6C C的正電荷，的正電荷，一個(gè)有絕緣柄的金屬小球一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B B，帶有，帶有2 210106 6C C的負(fù)電的負(fù)電荷，若把荷，若把B B球跟球跟A A球的內(nèi)壁相接觸，如圖所示，球的內(nèi)壁相接觸，如圖所示，則則B B球上電量為球上電量為C C，A A球上電荷量為球上電荷量為C C，電荷電荷分布在。分布在。0 02X102X10-6-6外表面外表面尖端放電尖端放電導(dǎo)體尖端電荷密度大導(dǎo)體尖端電荷密度

7、大尖端周圍電場強(qiáng)尖端周圍電場強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)空氣電離空氣電離正負(fù)電荷奔向異種電荷正負(fù)電荷奔向異種電荷尖端失去電荷尖端失去電荷尖端放電尖端放電解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象-+ 思考思考: :空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開嗎空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開嗎? ?靜電屏蔽靜電屏蔽: :靜電平衡時(shí)靜電平衡時(shí), ,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其 內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響 的現(xiàn)象的現(xiàn)象. .不會(huì)不會(huì) 因?yàn)閷?dǎo)體殼因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場強(qiáng)為零內(nèi)部合場強(qiáng)為零. .+思考思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會(huì)怎樣呢會(huì)怎樣呢? 該現(xiàn)象表明該現(xiàn)象

8、表明金屬網(wǎng)罩金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏也能起到靜電屏蔽作用蔽作用. .電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。含金屬絲的織物制成的。AB例例2：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的的外表面接地，將一帶正電的小球外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：后，則：A、B的空腔內(nèi)電場強(qiáng)度為零的空腔內(nèi)電場強(qiáng)度為零B、B不帶電不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢(shì)相等的內(nèi)外表面電勢(shì)相等D、B帶負(fù)電帶負(fù)電B的外部電場強(qiáng)度為零嗎？的外部電場強(qiáng)度為零嗎？若若B不接地呢？不接地呢？本節(jié)主要學(xué)了以下幾個(gè)問題：本節(jié)主要學(xué)了以下幾個(gè)問題： 1 1靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場 學(xué)習(xí)了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平學(xué)習(xí)了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。學(xué)習(xí)了靜電平衡導(dǎo)衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。學(xué)習(xí)了靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)體的特點(diǎn) 2 2導(dǎo)體上電荷的分布導(dǎo)體上電荷的分布 （