1.7.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用定稿_ppt

1、 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng) 把導(dǎo)體放入電場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象把導(dǎo)體放入電場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象? ? (1)(1)金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？ 討論線索：討論線索： (2)(2)導(dǎo)體處于電場(chǎng)中自由電子會(huì)怎樣移動(dòng)導(dǎo)體處于電場(chǎng)中自由電子會(huì)怎樣移動(dòng)? ?(3)(3)自由電子會(huì)在什么地方積聚自由電子會(huì)在什么地方積聚? ?(4)(4)電子積聚會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果電子積聚會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果? ?(5)(5)最終出現(xiàn)什么現(xiàn)象最終出現(xiàn)什么現(xiàn)象? ? 導(dǎo)體內(nèi)自由電子導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再定向移動(dòng)不再定向移動(dòng)的狀態(tài)的狀態(tài) 靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)靜電平衡狀態(tài)下

2、導(dǎo)體的電場(chǎng) u導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 u導(dǎo)體是等勢(shì)體導(dǎo)體是等勢(shì)體, ,表面為等勢(shì)面表面為等勢(shì)面 u導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與 該點(diǎn)的表面垂直（即電場(chǎng)線與導(dǎo)體該點(diǎn)的表面垂直（即電場(chǎng)線與導(dǎo)體 表面垂直）表面垂直） O靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài) 研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷 u現(xiàn)象現(xiàn)象: :甲甲:A:A的箔片張角逐漸增大的箔片張角逐漸增大 乙乙:A:A的箔片始終沒(méi)有張開(kāi)的箔片始終沒(méi)有張開(kāi) u結(jié)論結(jié)論: : 導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷, ,電荷分布在導(dǎo)體電荷分布在導(dǎo)體 的外表面的外表面 導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集導(dǎo)體表面越

3、尖銳的位置電荷越密集, , 凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷 法拉第圓筒法拉第圓筒 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 思考：思考： 電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？ 均勻球形導(dǎo)體均勻球形導(dǎo)體 導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng) 特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端 放電。放電。 在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，物體曲率大的地方在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，物體曲率大的地方(如如 尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電附近，等電 位面密，電場(chǎng)強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離位面密，電場(chǎng)強(qiáng)度劇

4、增，致使這里空氣被電離 而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱(chēng)為電暈放電而尖端而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱(chēng)為電暈放電而尖端 放電為電暈放電的一種，專(zhuān)指尖端附近空氣電放電為電暈放電的一種，專(zhuān)指尖端附近空氣電 離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象 尖端放電尖端放電 閱讀教材閱讀教材25頁(yè)頁(yè) 尖端放電尖端放電 導(dǎo)體尖端電荷密度大導(dǎo)體尖端電荷密度大 尖端周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)尖端周?chē)妶?chǎng)強(qiáng) 空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng) 空氣電離空氣電離 正負(fù)電荷奔向異種電荷正負(fù)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 應(yīng)用：避雷針應(yīng)用：避雷針 閃電防護(hù)閃電防護(hù) 雷鳴電閃

5、時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng) 遵從四條原則遵從四條原則 一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出 尖端而被閃電直接擊中，所以人長(zhǎng)得高還尖端而被閃電直接擊中，所以人長(zhǎng)得高還 是一件非常痛苦的事情是一件非常痛苦的事情 二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防 止因止因“跨步電壓跨步電壓”造成傷害所謂跨步電造成傷害所謂跨步電 壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差， 如若人的兩腳分得很開(kāi)，分別接觸相距遠(yuǎn)如若人的兩腳分得很開(kāi)，分別接觸相距遠(yuǎn) 的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較大的電位

6、差，有的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較大的電位差，有 強(qiáng)電流通過(guò)人體使人受傷害強(qiáng)電流通過(guò)人體使人受傷害 第三是不可到孤立大樹(shù)下和無(wú)避雷裝第三是不可到孤立大樹(shù)下和無(wú)避雷裝 置的高大建筑體附近，不可手持金屬置的高大建筑體附近，不可手持金屬 體高舉頭頂體高舉頭頂 第四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好，第四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好， 易遭雷擊易遭雷擊 總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站 立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì)立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì) 閃電防護(hù)閃電防護(hù) - - - - - + + + + + + + 思考思考: :空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開(kāi)嗎空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開(kāi)嗎

7、? ? 靜電屏蔽靜電屏蔽: :靜電平衡時(shí)靜電平衡時(shí), ,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其 內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象. . 不會(huì)不會(huì)- 因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零. . 靜電屏蔽靜電屏蔽 由于靜電感應(yīng)，可使金屬由于靜電感應(yīng)，可使金屬 網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為 零，遮擋了外界電場(chǎng)對(duì)它零，遮擋了外界電場(chǎng)對(duì)它 們的影響，這種現(xiàn)象叫做們的影響，這種現(xiàn)象叫做 靜電屏蔽靜電屏蔽。 演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn) 兩種屏蔽：兩種屏蔽： + - - - + E外 外 E感 感 外屏蔽：用一金屬殼（金屬網(wǎng)）可以把外電場(chǎng)外屏蔽：用一金屬殼（金屬網(wǎng)）可以

8、把外電場(chǎng) 屏蔽（關(guān)）在某一指定區(qū)域外面。電場(chǎng)不會(huì)進(jìn)入屏蔽（關(guān)）在某一指定區(qū)域外面。電場(chǎng)不會(huì)進(jìn)入 導(dǎo)體內(nèi)部。導(dǎo)體內(nèi)部。 + - - - + E外 外 E=0 靜電屏蔽：靜電屏蔽： + + + + + + + + + - - - - - - - - E外 外 E感 感 內(nèi)屏蔽：把內(nèi)電場(chǎng)屏蔽（關(guān)）在某一指定區(qū)域內(nèi)屏蔽：把內(nèi)電場(chǎng)屏蔽（關(guān)）在某一指定區(qū)域 內(nèi)部?jī)?nèi)部 注意：要將內(nèi)電場(chǎng)屏蔽，導(dǎo)體注意：要將內(nèi)電場(chǎng)屏蔽，導(dǎo)體必需接地必需接地將外表將外表 面感應(yīng)電荷中和面感應(yīng)電荷中和 + + + + + + + + + - - - - - - - - E外 外 E=0 靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽現(xiàn)象 靜電屏蔽的應(yīng)用靜電

9、屏蔽的應(yīng)用 靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用 練習(xí)練習(xí) 1. 1.當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場(chǎng)強(qiáng)的特當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其場(chǎng)強(qiáng)的特 征是：征是：( )( ) A. A.外電場(chǎng)外電場(chǎng)E E0 0消失。消失。 B.B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E E 為零。為零。 C.C.導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)E E內(nèi) 內(nèi) = = E E0 0 + E + E =0=0。 D.D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)均為零。導(dǎo)體表面和內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)均為零。 C A B 2：如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬球殼：如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬球殼B的外的外 表面接地，將一帶正電的小球表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入從

10、小孔中放入 球殼內(nèi)，但不與球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后， 則：則： A、B的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B、B不帶電不帶電 C、B的內(nèi)外表面電勢(shì)相等的內(nèi)外表面電勢(shì)相等 D、B帶負(fù)電帶負(fù)電 B的外部電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎？的外部電場(chǎng)強(qiáng)度為零嗎？ 3.導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說(shuō)法中正導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說(shuō)法中正 確的是確的是 ( ) A.導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)是導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)是0，所以電勢(shì)也是，所以電勢(shì)也是0 B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場(chǎng)電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場(chǎng) 強(qiáng)大，所以電勢(shì)高強(qiáng)大，所以電勢(shì)高 C.電荷只分布在外表面，電場(chǎng)線一定和外表面電荷只分布在外表面，電場(chǎng)線一定和外表面 處處垂直處處垂直 D.以上說(shuō)法均不正確以上說(shuō)法均不正確 C 4、如圖，為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電）現(xiàn)將、如圖，為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電）現(xiàn)將 一個(gè)帶正電的小球一個(gè)帶正電的小球A放入腔中，當(dāng)靜電平衡放入腔中，當(dāng)靜電平衡 時(shí)，圖中時(shí)，圖中a,b,c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是（三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是（ ） A.EaEbEc B. Ea=EbEc C. Ea=Eb=Ec D. EaEc Eb D b c a 思考：思考：abc三點(diǎn)電勢(shì)有什么關(guān)系？三點(diǎn)電勢(shì)有什么關(guān)系？ 5在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為Q的