7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

1、1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說(shuō)出靜電平衡產(chǎn)生的條件。2.掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。3.了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。重點(diǎn) ：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用難點(diǎn) ：靜電感應(yīng)現(xiàn)象的解釋【知識(shí)預(yù)習(xí)】一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)1靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中 (包括表面 )_ 不再發(fā)生移動(dòng)，我們就認(rèn)為導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)2靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：(1) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部 _處處為零(2) 處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè) _ ，它的表面是一個(gè)等勢(shì)面(3) 表面處的場(chǎng)強(qiáng)不為零，表面處的場(chǎng)強(qiáng)方向跟導(dǎo)體表面 _ 。二、導(dǎo)體上電荷的分布1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部沒(méi)有電荷

2、，電荷只分布在 _ 。2在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量 )_ ，凹陷的位置_電荷。三、尖端放電 1電離：使空氣分子中的分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的電離。2尖端放電：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的 _ 很強(qiáng)，使周?chē)行钥諝夥肿与婋x， 變成帶電粒子，這些帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)加速下，會(huì)使更多的空氣分子電離，產(chǎn)生大量的 _ ，與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子被 _ 到尖端，跟尖端上的電荷_ ，這相當(dāng)于尖端 _ 電荷，這種現(xiàn)象叫做尖端放電。3應(yīng)用與防止：應(yīng)用： _:防止：高壓輸電設(shè)備的表面盡量做得光滑，避免放電。四、靜電屏蔽 導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，表現(xiàn)為電中性，若導(dǎo)體是空

3、腔的，空腔部分的 _ 也處處為零， 無(wú)論導(dǎo)體外部的電場(chǎng)是什么樣的， 電場(chǎng)都不會(huì) _ 導(dǎo)體內(nèi)部，金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽?！菊n堂探究與小組合作】一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)問(wèn)題設(shè)計(jì) 如圖 2 所示，把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體放到電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將發(fā)生 定向移動(dòng)，從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異號(hào)電荷請(qǐng)思考下列問(wèn)題：(1) 自由電子定向移動(dòng)的原因是什么？定向移動(dòng)的方向如何？(2) 自由電子能否一直定向移動(dòng)？為什么？】要點(diǎn)提煉1 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)處處為0.2 處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面._二、 導(dǎo)體上電荷的分布問(wèn)題設(shè)計(jì)1.當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，電荷

4、在導(dǎo)體上如何分布？?jī)?nèi)部是否還有電荷？2.形狀不規(guī)則的帶電體，表面上各處的電荷分布是否均勻？附近場(chǎng)強(qiáng)是否相等？要點(diǎn)提煉處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必定與這點(diǎn)的表面 _ 越尖銳的位置電場(chǎng)線越密_三、 尖端放電和靜電屏蔽問(wèn)題設(shè)計(jì)1.避雷針是利用尖端放電保護(hù)建筑物的一種設(shè)施，其原理是什么？2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，若導(dǎo)體是空心的，則空心部分的場(chǎng)強(qiáng) 怎樣？靜電屏蔽是怎樣起到屏蔽作用的？要點(diǎn)提煉1.尖端放電不是導(dǎo)體尖端失去電荷， 而是與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子被吸引到尖端， 尖端上的電荷被中和.2.導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩(無(wú)論接地與否)可以把外部電場(chǎng)屏蔽，使

5、其內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響.【典型例題】一、對(duì)靜電平衡的理解【例 1】處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的原因是()A .導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)任何電場(chǎng)B .外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部C.所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零D .外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零變式訓(xùn)練： 長(zhǎng)為 L 的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q 的點(diǎn)電荷放在距棒左端 R 處,如圖 1 所示當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于，方向?yàn)?: =L 場(chǎng)的三條電場(chǎng)線（用實(shí)線表示電場(chǎng)線，要求嚴(yán)格作圖）.變式訓(xùn)練 2:如圖：所示，在孤立點(diǎn)電荷+Q 的電場(chǎng)中，金屬圓盤(pán) A 處于靜電平衡狀態(tài),若

6、金屬圓盤(pán)平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，試在圓盤(pán)A 內(nèi)做出由盤(pán)上感應(yīng)電荷形成的附加電二、靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布【例 2 如圖 4 所示，在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A 和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體 B.下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開(kāi)的是A .用取電棒 C（帶絕緣柄的導(dǎo)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(dǎo)線把驗(yàn)電器 A 跟取電棒 C 的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒C 與 B 的內(nèi)壁接觸D .使驗(yàn)電器 A 靠近 B變式訓(xùn)練：如圖 3 所示為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電），現(xiàn)在將一個(gè)帶正電的小金屬球 A 放入空腔中，當(dāng)靜電平衡時(shí)，

7、圖中 a、b、c 三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) E 和電勢(shì)$的關(guān)系是（）A.EaEjEc, $B.C.Ea= Eb=Ec,$a=$bD.EaEEb,$a $b $c+Q)+圖 4+Ea= EbEc, $a= $b $c變式訓(xùn)練 2 如圖 4 所示，A、B 為兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒D 放在兩球之間，則下列敘述正確的是（）A C DE圖 4A. C 棒的電勢(shì)- -定咼于 D 棒的電勢(shì)B. 若用導(dǎo)線將 C 棒的 x 端與 D 棒的 y 端連接起來(lái)的瞬間，將有從 y 流向 x 的電子流C. 若將 B 球接地，B 所帶的負(fù)電荷全部流入大地D. 若將 B 球接地，B 所帶的負(fù)電荷還將保留一部分三、

8、對(duì)靜電屏蔽的理解【例 3 下列實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔片會(huì)張開(kāi)的是（）解析 A 中不會(huì)張開(kāi)，金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場(chǎng). B 中會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地，網(wǎng)內(nèi)的帶 電體可以對(duì)外界產(chǎn)生影響. C 中不會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體對(duì)網(wǎng)外無(wú)影響, 網(wǎng)外的帶電體對(duì)網(wǎng)內(nèi)也無(wú)影響.變式訓(xùn)練：如圖 1 7 5 所示，放在絕緣臺(tái)上的金屬網(wǎng)罩B 內(nèi)放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器A .在 B 的內(nèi)表面帶正電荷， 帕=杞=0B. 在 B 的右側(cè)外表面帶正電荷C.驗(yàn)電器的金屬箔片將張開(kāi)，帕 憶D .怕=竟,B 的左右兩側(cè)電勢(shì)相等【課堂練習(xí)】1.下列關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡的說(shuō)法中，正金網(wǎng).匏緣底板A絕緣底板Bc如把一帶有正電

9、荷的絕緣體確的是（）A.靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用的結(jié)果B. 導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷都不運(yùn)動(dòng)稱為靜電平衡C. 導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體所占空間各處場(chǎng)強(qiáng)均為零D. 導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部將沒(méi)有“凈”電荷2. 某農(nóng)村小塑料場(chǎng)的高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號(hào)頻率接近，由于該村尚未接通有線電視信號(hào)，空中的信號(hào)常常受到干擾， 在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋， 影響正常收看.為 了使電視機(jī)不受干擾，可采取的辦法是（）A. 將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)B. 將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠子接地C. 將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)D. 將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠子接地3.一個(gè)帶電

10、的金屬球，當(dāng)它帶的電荷量增加后（穩(wěn)定），其內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)（）A一定增強(qiáng)B. 不變C. 一定減弱D. 可能增強(qiáng)也可能減弱4. 如圖 5 所示，在真空中把一原來(lái)不帶電的絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P 緩緩靠近（不相碰），下列說(shuō)法正確的是（）圖 5A B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B. 導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大C. 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在 M 點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)恒大于 N 點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)D. 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在 M N 兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相等【課后總結(jié)】通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對(duì)這節(jié)課還有什么收獲？還有什么疑惑？1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課后作業(yè)1.用一根跟毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球 a （圖 1）,然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c

11、 后拿開(kāi)橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球A 和金箔 b 的帶電情況是（）A. a 帶正電，b 帶負(fù)電 B . a 帶負(fù)電，b 帶正電C. a、b 均帶正電D. a、b 均帶負(fù)電E. a、b 均不帶電2 .在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷，用EP表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則（）A. 當(dāng)+Q在球殼中央時(shí)，曰=0B. 不論+ Q 在球殼內(nèi)何處，& 一定為零C.只有當(dāng)+Q在球心且球殼接地時(shí)，EP= 0D.只要球殼接地，不論+ Q 在球殼內(nèi)何處，E一定為零024 .一帶正電的絕緣金屬球殼A,頂部開(kāi)孔，有兩只帶正電的金屬球?qū)Ь€連接，讓B球置于球殼 A 的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到圖 放A球殼外離A球

12、較遠(yuǎn)，待靜電平衡后，正確的說(shuō)法是（）A.B、C球都帶電B.B球不帶電，C球帶電C.讓C球接地后，B 球帶負(fù)電 D .C球接地后，A球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零65._ 有一絕緣空心金屬球A,帶有 4X10-C 的正電荷， 一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B,帶有 2X10-6C 的負(fù)電荷.若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖 4 所示，則B球上 電量為 C,A 球上電量為C, 分布在 _.6.如圖 5,在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電量分別為一Q和+2Q它們相距L, 如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0有一個(gè)半徑為r（2rvL）的空心金屬球，且球心位1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課后作業(yè)（重點(diǎn)班使用）1.一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心

13、處放一個(gè)正電荷，其電場(chǎng)分布是下圖中的哪 一個(gè)（）3. 一個(gè)不帶在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷,其電場(chǎng)分布是圖 2 中的哪一個(gè)（）C.D B C用金屬3 位置，C球圖3圖 4于0點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在A . Ea最大B . Eb最大C. Ec最大D . Ea= Eb= Ec4金屬球殼原來(lái)帶有電荷，而驗(yàn)電器原來(lái)不帶電，如圖 10 所示，現(xiàn)將金屬球殼內(nèi)表面與驗(yàn)電器的金屬小球相連.驗(yàn)電器的金屬箔將()3.一金屬球，原來(lái)不帶圖 9A .將 C 的另一端與B 的外殼接觸，驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)B .將 C 的另一端與B 的內(nèi)表面接觸，驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)C.將 C 的另一端與B 的外殼接觸，驗(yàn)電器的金屬箔不張開(kāi)D .將C的另一B 的內(nèi)表面接觸，驗(yàn)電器的金屬箔不張開(kāi)A .不會(huì)張開(kāi)C.先張開(kāi)，后閉合5.如圖 11 所示，帶電體 F列物理量中等于零的是(圖 11A .導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B .導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)C.導(dǎo)體外表面的電荷量D .導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量5如圖 2 所示，B 是帶有絕緣支架的空腔帶電金屬球殼,A 是驗(yàn)電器，A、B 相距較遠(yuǎn)，導(dǎo)線)圖 10B 一定會(huì)張開(kāi)D 可能會(huì)張開(kāi)Q 靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體，空腔里