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文檔簡介

1、ABC思考思考(1 1)將金屬導體放入電場中)將金屬導體放入電場中, ,導體內(nèi)的導體內(nèi)的自由電子怎樣移動?自由電子怎樣移動?(4 4)最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象?)最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象? E(3 3)電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果?)電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果?(2 2)自由電子會在什么地方積聚?)自由電子會在什么地方積聚?0E2.靜電平衡靜電平衡-1 1、導體中自由電荷、導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)生定向移動生定向移動. .-EEE2 2、 導體兩端出導體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷現(xiàn)感應(yīng)電荷, ,感應(yīng)感應(yīng)電荷在導體中中電荷在導體中中產(chǎn)生反方向的附產(chǎn)生反方向的附加場加場. .感應(yīng)電荷感應(yīng)電荷

2、. .感應(yīng)電場感應(yīng)電場0E-E-3 3、感應(yīng)電荷的電、感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相場增到與外電場相等時,導體內(nèi)合場等時,導體內(nèi)合場強為零。自由電荷強為零。自由電荷的定向移動停止的定向移動停止 . . 靜電平衡靜電平衡 發(fā)生靜電感應(yīng)的導體,當感應(yīng)電荷產(chǎn)生發(fā)生靜電感應(yīng)的導體,當感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場的附加電場EE和原電場和原電場E E在導體內(nèi)疊加為零在導體內(nèi)疊加為零,即,即E=EE=E時,自由電子停止定向移動,這時,自由電子停止定向移動,這時導體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。時導體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。EEEE合=03 3、處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:、處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:(1 1)導體內(nèi)

3、部的場強處處為零)導體內(nèi)部的場強處處為零(2 2)整個導體是一個等勢體,表)整個導體是一個等勢體,表面是一個等勢面面是一個等勢面思考思考:導體處于靜電平衡狀態(tài)時,導體處于靜電平衡狀態(tài)時,其表面場強能否如圖所示?其表面場強能否如圖所示?+-E+-E 結(jié)論結(jié)論:導體處于靜電平衡狀態(tài)導體處于靜電平衡狀態(tài)時,時,其外部表面附近任何一點的其外部表面附近任何一點的場強方向跟該點的表面垂直場強方向跟該點的表面垂直。處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:(1 1)導體內(nèi)部的場強處處為零)導體內(nèi)部的場強處處為零(2 2)整個導體是一個等勢體,表)整個導體是一個等勢體,表 面是一個等勢面面是一個

4、等勢面(3 3)導體外部電場線與導體表面垂直)導體外部電場線與導體表面垂直法拉第圓筒法拉第圓筒實驗實驗初態(tài)初態(tài):B B帶電,帶電,A A不帶電不帶電處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點:(1 1)導體內(nèi)部的場強處處為零)導體內(nèi)部的場強處處為零(2 2)整個導體是一個等勢體,表)整個導體是一個等勢體,表 面是一個等勢面面是一個等勢面(3 3)導體外部電場線與導體表面垂直)導體外部電場線與導體表面垂直(4)尖端放電尖端放電尖端放電的原理是什么?尖端放電的原理是什么?導體尖銳部位的電荷特別密集,尖端附近的導體尖銳部位的電荷特別密集,尖端附近的電場特別強,會把空氣分子電場特別強,會把

5、空氣分子“撞散撞散”,使分,使分子中的正負電荷分離,這種現(xiàn)象叫電離。子中的正負電荷分離,這種現(xiàn)象叫電離。中性的分子電離后變成帶負電的自由電子和帶中性的分子電離后變成帶負電的自由電子和帶正電的離子,這些帶電的粒子與導體尖端的電正電的離子,這些帶電的粒子與導體尖端的電荷異號粒子,由于被吸引而奔向尖端,與尖端荷異號粒子,由于被吸引而奔向尖端,與尖端上的電荷中和,這相當于導體從尖端失去電荷上的電荷中和,這相當于導體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫尖端放電。這個現(xiàn)象叫尖端放電。尖端放電尖端放電尖端放電的原理有何應(yīng)用?尖端放電的原理有何應(yīng)用?避雷針是利用尖端放電避免雷擊的避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施一

6、種設(shè)施(1 1)避雷針的原理:避雷針的原理:帶正(負)電的帶正(負)電的云層靠近避雷針時,因同種電荷相互云層靠近避雷針時,因同種電荷相互排斥,異種電荷相吸引,電子由大地排斥,異種電荷相吸引,電子由大地流向避雷針尖端(電子由避雷針尖端流向避雷針尖端(電子由避雷針尖端流向大地),避雷針上端留下異種電流向大地),避雷針上端留下異種電荷,當電荷積累到一定程度時,通過荷,當電荷積累到一定程度時,通過尖端放電,逐漸中和云層中的電荷。尖端放電,逐漸中和云層中的電荷。(2 2)為了更好的應(yīng)用尖端放電原理中和云為了更好的應(yīng)用尖端放電原理中和云層中的電荷,避雷針的上端做成幾股針尖狀層中的電荷,避雷針的上端做成幾股

7、針尖狀3.3.避雷針避雷針尖端放電尖端放電導體尖端電荷密度大導體尖端電荷密度大尖端周圍電場強尖端周圍電場強空氣中殘留帶電粒子劇烈運動空氣中殘留帶電粒子劇烈運動空氣電離空氣電離正負電荷奔向異種電荷正負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應(yīng)用應(yīng)用: :避雷針避雷針-+ 思考思考: :空心導體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎空心導體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎? ?靜電屏蔽靜電屏蔽: :靜電平衡時靜電平衡時, ,空心導體殼可保護空心導體殼可保護其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象. .不會不會 因為導體殼內(nèi)部合場強為零因為導體殼內(nèi)部合場強為零. .靜電屏蔽靜電屏蔽因場

8、源電荷產(chǎn)生的電場與導體球因場源電荷產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強為零,達到靜電平衡狀態(tài),場強為零,達到靜電平衡狀態(tài),對內(nèi)對內(nèi)實現(xiàn)了屏蔽,其內(nèi)部區(qū)域不實現(xiàn)了屏蔽,其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響受外電場影響當空腔接地時,外表面的感應(yīng)電荷當空腔接地時,外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球,外部電場消失,將因接地傳給地球,外部電場消失,對外對外起到屏蔽作用,起到屏蔽作用,QQQABCB超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服,是用包含金屬絲的織物制成的。服,是用包含金屬絲的織物制成的。1 1關(guān)于靜電平衡,下列說法中正確的是關(guān)于靜電平衡,下列說

9、法中正確的是 A A當導體達到靜電平衡時,導體上任意當導體達到靜電平衡時,導體上任意兩點間的電勢一定相等兩點間的電勢一定相等 B B當導體達到靜電平衡時,其外表面附當導體達到靜電平衡時,其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直近的電場方向一定與導體的表面垂直 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達到靜電平衡時,電荷分布在導體的達到靜電平衡時,電荷分布在導體的外表面外表面ABD2 2具有一定厚度的空心金屬球殼的球心具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正電荷,下面中的四個圖位置處放一正電荷,下面中的四個圖畫出了其空間電場的電場線情況,符畫出了其空間電場的電場線情況,符

10、合實際情況的是合實際情況的是( () )QABcCBACBAEEEA.CBACBAEEEB.CBACBAEEEC.CBABCAEEED.4 4:如圖所示接地金屬球:如圖所示接地金屬球A A的半徑為的半徑為R R,球外,球外點電荷的電量為點電荷的電量為Q Q,到球心的距離為,到球心的距離為r r,該點,該點電荷的電場在球心的場強等于多少?感應(yīng)電電荷的電場在球心的場強等于多少?感應(yīng)電荷在球心的場強多大?方向如何?荷在球心的場強多大?方向如何?QRrA方向沿QO指向O,rQkE感應(yīng)電荷無關(guān)點電荷Q產(chǎn)生的場強與:解2EE注意:注意:E E、EE和和E E合合的的區(qū)別區(qū)別E E由外電場決定,由外電場決定

11、,E=EE=E,E E合合=0=0oE E是點電荷是點電荷Q Q產(chǎn)生的電場(即產(chǎn)生的電場(即外電場),外電場),EE是感應(yīng)電荷產(chǎn)是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(附加場),生的電場(附加場),E E合合是是兩個電場疊加后的合電場兩個電場疊加后的合電場5 5:帶電量分別為:帶電量分別為+Q+Q和和-Q-Q的兩個點電荷相距的兩個點電荷相距為為r r,在兩點電荷之間放入一個不帶電的導,在兩點電荷之間放入一個不帶電的導體棒,如圖所示,當導體達到靜電平衡后,體棒,如圖所示,當導體達到靜電平衡后,感應(yīng)電荷在兩點電荷連線中點感應(yīng)電荷在兩點電荷連線中點O O處產(chǎn)生的場處產(chǎn)生的場強大小為多大?方向怎樣?強大小為多大?方向怎

12、樣?+Q-QOEEE 2212221rQ8kEEErQ4k)2r(QkEE解:方向水平向左方向水平向左3 3避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是A A云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地大地B B避雷針的尖端向云層放電,中和了云層避雷針的尖端向云層放電,中和了云層中的電荷中的電荷C C云層與避雷針發(fā)生摩擦,避雷針上產(chǎn)生云層與避雷針發(fā)生摩擦,避雷針上產(chǎn)生的電荷被導入大地的電荷被導入大地D D以上說法都不對以上說法都不對帶電荷的云層靠近避雷針時,在避雷針尖端感帶電荷的云層靠近避雷針時,在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電,達到一定程度就向空應(yīng)出與云層相反的靜電,達到一定程度就向空中放電,中和云層中的電荷,從而避免遭受雷中放電,中和云層中的電荷,從而避免遭受雷擊,擊,AB例例2 2:如圖所示,把原來不帶電的

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