靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

1、7、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,1、靜電感應(yīng) 把金屬導(dǎo)體放在外電場E0中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng),靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場,E0,A,B,C,D,2.靜電平衡,3、感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，導(dǎo)體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止,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)生的附加電場E和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E=E時，自由電子停止定向移動，這時導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài),E,E,3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點： （1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零,2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面,結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面任一點場

2、方向跟該點表面垂直,3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點： （1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零,2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面,3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直,例1：如圖所示接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點電荷的電場在球心的場強等于多少,Q,R,r,A,注意：E、E和E合的區(qū)別 E由外電場決定，E=E，E合=0,o,E是點電荷Q產(chǎn)生的電場（即外電場），E是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場（附加場），E合是兩個電場疊加后的合電場,注意： （1）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接地或用手觸摸導(dǎo)體時，可把導(dǎo)體和地球看成一個大導(dǎo)體 （2）一般取無窮遠處或大地的電勢為零,練習(xí)1：帶電量分別為+Q和-

3、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(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡后，感應(yīng)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,方向水平向左,法拉第圓筒實驗,用兩個帶有絕緣手柄的金屬小球分別接觸帶有電荷的金屬圓筒的內(nèi)壁和外壁,導(dǎo)體上電荷的分布,法拉第圓筒實驗,和外壁接觸的小球使驗電器箔片張開,表明金屬筒外壁有電荷分布,法拉第圓筒實驗,和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗電器箔片張開,表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布,靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點,1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,2）在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷,

4、尖端放電,尖端放電的原理是什么,導(dǎo)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“撕裂”，使分子中的正負電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離,尖端放電的原理有何應(yīng)用,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(dǎo)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(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫尖端放電,避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施,思考:空心導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體殼內(nèi)部合場強為零,思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢,思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢,該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏蔽作用. 類似事例:通訊電纜外包金屬層,電學(xué)儀器外套金屬罩,思考:電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎 樣才能保證他們的生命安全,全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成 的衣，帽，鞋，手套等,練習(xí),當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時，其場強的特征是：( ) A.外電場E0消失。 B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E為零。 C.導(dǎo)體內(nèi)部合場強E內(nèi) = E0 + E=0。 D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強均為零,C,A,B,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