靜電現(xiàn)象的應用

1、靜電現(xiàn)象的應用第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 那么，若把金屬導體放入電場中，又將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？ 金屬導體內自由電子在電場力作用下將發(fā)生定向移動使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布，從而引起導體的某些新的性質。第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四1.7靜電現(xiàn)象的應用第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四導體的靜電感應第4頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 思考：（1）將金屬導體放入電場中,自由電子怎樣移動？-E （2）自由電子會在什么地方積聚？第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，

2、星期四一.靜電感應 把金屬導體放在外電場E0中，由于導體內的自由電子受電場力作用而定向移動，使導體表面出現(xiàn)感應電荷的現(xiàn)象叫靜電感應。E0ABCD第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四思考 電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結果？- +EEE合= E -E 第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？- +EE合=0第8頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四-0E-1.導體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動.EEE2.導體兩端出現(xiàn)感應電荷,感應電荷在導體中中產生反方向的電場.第9頁，共35頁，2022年，5月20日，1

3、4點55分，星期四0E-E-3.感應電荷的電場增到與外電場相等時，導體內合場強為零。自由電荷的定向移動停止 .0E-E=04.靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài).第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四二.靜電平衡 1.發(fā)生靜電感應的導體，當感應電荷產生的電場E和原電場E在導體內疊加為零，即E=E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)。 E合=E外+E內=0EEEE合=0第11頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四2.靜電平衡的特點(1)處于靜電平衡狀態(tài)下的導體，內部的場強處處為零。(2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個

4、導體是個等勢體，它的表面是個等勢面。地球是一個極大的導體，可以認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。(3)導體內部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。第12頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四第13頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四法拉第圓筒實驗1.靜電平衡時導體內部沒有電荷，其電荷只分布在外表面.三.導體上的電荷分布：第14頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四2.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，在導體的外表面尖端電荷分布密度大（即單位面積電荷量多），故尖端電場強度大，而凹陷的

5、位置幾乎沒有電荷。第15頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四四.尖端放電1.導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。2.那些所帶電荷與導體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。3.應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。第16頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四避雷針第17頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四第18頁，共35頁，

6、2022年，5月20日，14點55分，星期四高壓設備1.避免：尖端放電會使高壓設備上電能損失，故高壓設備導體的表面都是非常光滑。2.現(xiàn)象：夜間高壓線周圍出現(xiàn)的綠色光暈，俗稱電暈，是一種微弱的尖端放電。第19頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 思考 把一只小鳥放入一個用金屬網制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？ 20第20頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 讓一個小孩子站在金屬網罩中，給金屬網罩通以50kv的高壓電，小孩子會不會有生命危險！9/14/202221第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四如何解

7、釋這些現(xiàn)象呢?9/14/202222第22頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四罩上金屬網罩 導體球殼內(或金屬網罩)達到靜電平衡后，內部場強處處為0，不受外部電場的影響，內部的儀器不會受到外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。五.靜電屏蔽第23頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四靜電屏蔽實驗第24頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四靜電屏蔽的應用1.電學儀器和電子設備外面的金屬罩，通訊電纜外面所包的一層鉛皮，可以防止外電場的干擾；第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四2.電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬

8、絲網制成的衣、帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。靜電屏蔽的應用第26頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四3.三條輸電線的上方還有兩條導線，與大地相連，形成一個稀疏的金屬網，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。靜電屏蔽的應用第27頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四科學漫步第28頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四靜電屏蔽的兩種情況及本質1.屏蔽外電場外電場空腔導體可以屏蔽外電場, 使空腔內物體不受外電場影響.空腔導體屏蔽外電場第29頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四現(xiàn)象：由于靜電感應，驗電器

9、箔片張開如圖甲; 將驗電器放入導體網罩內部后驗電器箔片不張開，如圖乙，即外部電場影響不到導體內部本質：是靜電感應，導體外表面感應電荷與外電場在導體內部任一點的場強的疊加結果為零第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四2.屏蔽腔內電場 a.如圖甲,導體殼沒有接地時處于內部電場中，達到靜電平衡，導體殼內外表面出現(xiàn)等量異種電荷，空間電場的電場線起于場源正電荷，終于導體殼內表面負電荷，再起于導體殼外表面正電荷，終于無窮遠，殼內外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零。第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四 b.導體殼接地后，如圖乙所示，導體殼外的正電荷被

10、大地負電荷中和，正電荷出現(xiàn)在地球的另一端無窮遠處，空間電場起于場源正電荷終于導體殼內表面負電荷，導體殼內外表面之間及導體外部場強處處為零，導體外部空間不受內部電場影響 本質：仍然是靜電感應，導體內表面感應電荷與殼內電場在導體殼表面以外空間疊加結果為零第32頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四例題1.下圖中P是一個帶電體，N是一個不帶電的金屬空腔，在下列情況下，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引的有()AD第33頁，共35頁，2022年，5月20日，14點55分，星期四AB例2：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內，但不于B發(fā)生接觸，達到靜電平衡后，則( )A. B的空腔內電場強度為零B. B不帶電C. B的內外表面電勢相等D. B帶負電CD第34頁