靜電現(xiàn)象的應用演示文稿

靜電現(xiàn)象的應用演示文稿第一頁，共四十六頁。優(yōu)選靜電現(xiàn)象的應用第二頁，共四十六頁。學習目標：1.通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，了解靜電平衡的概念。2.知道處于靜電平衡的導體的特征3.知道處于靜電平衡狀態(tài)的導體上電荷的分布規(guī)律第三頁，共四十六頁。靜電感應

------E置于電場中的導體，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)下導體的電場第四頁，共四十六頁。靜電感應

-----E在導體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應現(xiàn)象。第五頁，共四十六頁。

-----E靜電感應感應電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生反方向的電場E’，與原電場疊加。只要內(nèi)部合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。E’第六頁，共四十六頁。

-----E感應電荷的電場增到與外電場相等時，即E’=E時，內(nèi)部合場強為零時，電荷不再發(fā)生定向移動。導體處于靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部場強處處為零。E’=E第七頁，共四十六頁。導體處于靜電平衡狀態(tài)

EE內(nèi)=01.靜電平衡狀態(tài):導體表面和內(nèi)部電荷停止定向移動的狀態(tài)。第八頁，共四十六頁。導體內(nèi)部場強處處為零導體是等勢體,表面為等勢面導體外部表面附近場強方向與該點的表面垂直若不為零會出現(xiàn)何現(xiàn)象?若不垂直會出現(xiàn)何現(xiàn)象?為什么會如此?2.處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：++++++++--------E++++++++--------E第九頁，共四十六頁。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。

對于一孤立的帶電導體，內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是：導體表面所帶全部電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的電場強度的矢量和為零。第十頁，共四十六頁。二、導體上電荷的分布研究靜電平衡時導體內(nèi)部的電荷現(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:導體內(nèi)部沒有電荷,電荷分布在導體的外表面導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?--法拉第圓筒實驗初態(tài)：B帶電，A不帶電甲乙第十一頁，共四十六頁。1、導體內(nèi)沒有電荷,凈電荷電荷只分布在導體的表面。2、在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大,凹陷處幾乎沒有電荷。導體上電荷的分布小結(jié)凈電荷是指導體內(nèi)正、負電荷中和后所剩下的多余電荷.這里說的凈電荷可以是靜電感應所產(chǎn)生的感應電荷,也可以是一個孤立的帶電體所帶的電荷。第十二頁，共四十六頁。1．關于靜電平衡，下列說法中正確的是A．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

B．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

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面ABD課堂小練第十三頁，共四十六頁。2.如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近時，下列說法正確的是（）A、B端的感應電荷越來越多B、導體內(nèi)部場強越來越大C、導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的的場強D、導體的感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的的場強相等MBANPAC第十四頁，共四十六頁。3．具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正電荷，下面中的四個圖畫出了其空間電場的電場線情況，符合實際情況的是()Ｄ第十五頁，共四十六頁。4．為一空腔球形導體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔中，當靜電平衡時，圖中A、B、C三點的場強E和電勢φ的關系是：（

)·QABcD靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強處處為零，導體的電勢也為零，這種說法對嗎？這種說法是錯誤的．第十六頁，共四十六頁。5.如圖所示，一個原來不帶電的中空金屬球殼，上開一個小孔，若將一個帶負電的小球放入且不與球殼接觸，則球殼內(nèi)表面帶______電，外表面帶______電；若用手接觸一下球殼后球殼內(nèi)表面帶______電，外表面______；正負正不帶電第十七頁，共四十六頁。注意：（1）用導線把導體接地或用手觸摸導體時，可把導體和地球看成一個大導體（2）一般取無窮遠處或大地的電勢為零。第十八頁，共四十六頁。6.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？RLO+q答：達到靜電平衡后導體內(nèi)部處處場強為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q第十九頁，共四十六頁。7.帶電量分別為+Q和-Q的兩個點電荷相距為r，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，感應電荷在兩點電荷連線中點O處產(chǎn)生的場強大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左第二十頁，共四十六頁。8.在孤立點電荷＋Q的電場中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)。若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內(nèi)，在圓盤A內(nèi)a、b、c三點標出由盤上感應電荷形成的附加電場的三條電場線(用實線表示，要求嚴格作圖)。A＋Q··abc···第二十一頁，共四十六頁。9.一個帶絕緣座的空心金屬球A帶有4×10-8C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10-8C的負電荷,使B球和A球的內(nèi)壁接觸,如圖所示,則A、B各帶電荷量為（

）A.QA=10-8C,QB=10-8CB.QA=2×10-8C,QB=0C.QA=0,QB=2×10-8CD.QA=4×10-8C,QB=-2×10-8CBAB第二十二頁，共四十六頁。靜電現(xiàn)象的應用第二課時第二十三頁，共四十六頁。學習目標：1：了解尖端放電現(xiàn)象。2：了解靜電屏蔽現(xiàn)象及其技術上的應用第二十四頁，共四十六頁。尖端放電正負電荷奔向異種電荷導體尖端電荷密度大尖端周圍電場強空氣中殘留帶電粒子劇烈運動空氣電離尖端失去電荷尖端放電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“撞散”，使分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。尖端放電的原理是什么？第二十五頁，共四十六頁。避雷針第二十六頁，共四十六頁。（1）避雷針的原理：帶正（負）電的云層靠近避雷針時，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,達到避免雷擊的目的。（2）為了更好的應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三.避雷針第二十七頁，共四十六頁。尖端放電的應用：避雷針第二十八頁，共四十六頁。------+++++++

思考:空心導體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時,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.不會因為導體殼內(nèi)部合場強為零.四.靜電屏蔽第二十九頁，共四十六頁。

導體內(nèi)部不受外部電場的影響現(xiàn)象：由于靜電感應，驗電器箔片張開．如圖甲，將驗電器放入導體網(wǎng)罩內(nèi)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(nèi)部．第三十頁，共四十六頁。因場源電荷產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，對內(nèi)實現(xiàn)了屏蔽，其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響對內(nèi)靜電屏蔽本質(zhì)：是靜電感應第三十一頁，共四十六頁。靜電屏蔽的另一種形式金屬罩接地后，地上的自由電子，沿導線向上移動，把金屬罩外部的正電荷中和，結(jié)果，小球的電場被控制在金屬罩的內(nèi)部，外部不再受影響。第三十二頁，共四十六頁。

接地的封閉導體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響①現(xiàn)象：a．如右圖甲導體殼沒有接地時，處于內(nèi)部電場中，達到靜電平衡，導體殼內(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，終于導體殼內(nèi)表面負電荷，再起于導體殼外表面正電荷，終于無窮遠，殼內(nèi)外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零．第三十三頁，共四十六頁。b.導體殼接地后，如圖乙所示，導體殼外的正電荷被大地負電荷中和，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(nèi)表面負電荷，導體殼內(nèi)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(nèi)部電場影響．②本質(zhì)：仍然是靜電感應，導體內(nèi)表面感應電荷與殼內(nèi)電場在導體殼表面以外空間疊加結(jié)果為零．第三十四頁，共四十六頁。當空腔接地時，外表面的感應電荷將因接地傳給地球，外部電場消失，對外起到屏蔽作用，外部不再受腔內(nèi)電場的影響對外靜電屏蔽第三十五頁，共四十六頁。例1.在圖所示的實驗中，驗電器的金屬箔會張開的是：（）QQQABC金屬網(wǎng)絕緣底座地面BA圖屬于內(nèi)屏蔽，C圖屬于外屏蔽。注意觀察：B圖和C圖不同。金屬網(wǎng)罩一個接地，一個不接地。第三十六頁，共四十六頁。靜電平衡的應用：靜電屏蔽第三十七頁，共四十六頁。靜電平衡的應用：靜電屏蔽超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。第三十八頁，共四十六頁。靜電平衡的應用：靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。第三十九頁，共四十六頁。

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(wǎng)，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。靜電屏蔽的應用第四十頁，共四十六頁。2．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是A．云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．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D．以上說法都不對

帶電荷的云層靠近避雷針時，在避雷針尖端感應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，從而避免遭受雷擊，Ｂ第四十一頁，共四十六頁。AB3.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(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場強度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢相等D、B帶負電第四十二頁，共四十六頁。4．如右圖所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是(

)A．用取電棒C(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導線把驗電器跟取電棒C的導體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD第四十三頁，共四十六頁。5.在水平地面上放置的光滑金屬板的上表面絕緣,在其中心正上方有一帶正電Q的金屬小球（可視為質(zhì)點，且不影響原電場）自左以初速度v0向右運動，則在運動過程中（）A.小球做先減速后加速運動B.小球做勻速直線運動C.小球受到電場力的沖量為零D.小球受到電場力做的功為零+Qv0BD第四十四頁，共四十六頁。6. 將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，如右圖所示，于是有(

)A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都