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(chǎng)中的導(dǎo)體 自由電荷受電場(chǎng)力作用 將發(fā)生定向移動(dòng) 一 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng) 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(chǎng)e 與原電場(chǎng)疊加 只要內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)不為零 自由電子就會(huì)繼續(xù)做定向移動(dòng) e e 當(dāng)內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí) 即e e時(shí) 電荷不再發(fā)生定向移動(dòng) e e e e內(nèi) 0 靜電平衡 導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí) e e 電荷不再發(fā)生定向移動(dòng) 靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn) 1 導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)處處為零若不為零會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象 2 導(dǎo)體是等勢(shì)體 各點(diǎn) 相等 表面為等勢(shì)面為什么會(huì)如此 導(dǎo)體內(nèi)部 表面移動(dòng)電荷 電場(chǎng)力不做功 各點(diǎn)電勢(shì)相等3 導(dǎo)體外部表面場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直導(dǎo)體表面是等勢(shì)面 跟電場(chǎng)線垂直假如不是這樣 場(chǎng)強(qiáng)就會(huì)有一個(gè)沿導(dǎo)體表面的分量 導(dǎo)體上的自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng) 這就不是靜電平衡狀態(tài)了 地球是一個(gè)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(gè)等勢(shì)體 這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因 例1 長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒原來(lái)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(chǎng)強(qiáng)大小等于 方向 例2 在孤立點(diǎn)電荷 q的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)關(guān)系 2 盤上感應(yīng)電荷在o點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小和方向 二 靜電平衡時(shí)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(méi)有張開 結(jié)論 導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)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(méi)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng) 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(gè)區(qū)域不受外電場(chǎng)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(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)的疊加結(jié)果為零 2 屏蔽內(nèi)電場(chǎng) 如右圖 導(dǎo)體處于電場(chǎng)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(chǎng)的電場(chǎng)線起于場(chǎng)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(wú)窮遠(yuǎn) 殼內(nèi)外表面之間場(chǎng)強(qiáng)處處為零 殼外場(chǎng)強(qiáng)不為零 2 屏蔽內(nèi)電場(chǎng) 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(wú)窮遠(yuǎn)處 空間電場(chǎng)起于場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)處處為零 導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場(chǎng)影響 注意 此時(shí)可以把導(dǎo)體合大地看做是一個(gè)導(dǎo)體 所以