1-7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

1、思考：思考：1.1.電場的重要性質(zhì)是什么？電場的重要性質(zhì)是什么？2.2.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？3.3.將金屬導(dǎo)體放入電場中自由電子如何運(yùn)將金屬導(dǎo)體放入電場中自由電子如何運(yùn)動？動？靜電感應(yīng)現(xiàn)象放入電場中的導(dǎo)體，其內(nèi)部的自由電子在電場力的作用下向電場的反方向做定向運(yùn)動，致使導(dǎo)體的兩端分別出現(xiàn)等量的正、負(fù)電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)現(xiàn)象。思考：靜電平衡狀態(tài)1.電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？2.電子是否永遠(yuǎn)這樣運(yùn)動下去？3.最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場條件：導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零條件：導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 E E內(nèi)內(nèi)=0=0 強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)：E

2、 E原原+E+E感感=0=0特點(diǎn)：（特點(diǎn)：（1 1）導(dǎo)體是等勢體）導(dǎo)體是等勢體, ,表面為等勢面表面為等勢面 （2 2）導(dǎo)體外部表面附近場強(qiáng)方向與）導(dǎo)體外部表面附近場強(qiáng)方向與 該點(diǎn)的表面垂直該點(diǎn)的表面垂直靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài)鞏固練習(xí)：【例1】 如圖所示，長為L的金屬桿原來不帶電，在距其左端r處放一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷問：(1)金屬桿中點(diǎn)處的場強(qiáng)為多少？(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)P處產(chǎn)生的場強(qiáng)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的箔片始終沒有張開的箔片始終沒有張開法拉第圓筒法拉第圓筒 實(shí)驗(yàn)實(shí)

3、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)體結(jié)論：結(jié)論： 導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷, ,電荷電荷分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集尖銳的位置電荷越密集, ,凹陷的位凹陷的位置幾乎沒有電荷置幾乎沒有電荷. .練習(xí)：導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是()A導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場B導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面C導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷的運(yùn)動D以上說法均不正確導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場特別強(qiáng)，它會導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端特別強(qiáng)，它會導(dǎo)致一個(gè)

4、重要的后果，就是尖端放電。放電。在強(qiáng)電場作用下，物體曲率大的地方在強(qiáng)電場作用下，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，等勢附近，等勢面密，電場強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而面密，電場強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象尖端放電尖端放電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圍電場強(qiáng)尖端周圍電場強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動空氣中殘留帶電粒子

5、劇烈運(yùn)動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)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則條原則一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中，所以人長得高還是一件非常痛被閃電直接擊中，所以人長得高還是一件非常痛苦的事情苦的事情二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓跨步電壓”造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)造成傷害所謂跨步電壓是

6、雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，如若人的兩腳分得附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害閃電防護(hù)閃電防護(hù)第三是不可到孤立大樹下和無避雷裝第三是不可到孤立大樹下和無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?shù)谒氖遣灰M(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)會立或蹲下，以減

7、少遭遇雷的機(jī)會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)的場強(qiáng)為網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強(qiáng)為零，遮擋了外界電場對它零，遮擋了外界電場對它們的影響，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。靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用1.導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說法中正確的是法中正確的是 ( )A.導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)是導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)是0，所以電勢也是，所以電勢也是0B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場強(qiáng)大，所以電勢高地方場強(qiáng)大，所以電勢高C.電荷只分布在外表面，電場線一定和電荷只分布在

8、外表面，電場線一定和外表面處處垂直外表面處處垂直D.以上說法均不正確以上說法均不正確C 2、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)的場強(qiáng)大小關(guān)系是（三點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是（ ）A.EaEbEcB. Ea=EbEcC. Ea=Eb=EcD. EaEc EbDbca思考：思考：abc三點(diǎn)電勢有什么關(guān)系？三點(diǎn)電勢有什么關(guān)系？12、睿睿同學(xué)在西部游玩時(shí)，發(fā)現(xiàn)戈壁灘上常常出現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的鐵塔，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)高塔上除了用于輸電的3條導(dǎo)線外，頂部還有2條導(dǎo)線，關(guān)于這2條導(dǎo)線的作用，睿睿同學(xué)做了如下猜測，其中正確的是（ ）A防止輸電線被雷擊，起到靜電屏蔽的作用B防止鐵塔倒塌，起到固定的作用C利用電磁感應(yīng)，避免輸電線電流過大D防止輸電線意外斷開，起到備用的作用 13、雷雨天氣應(yīng)謹(jǐn)防雷電下列做法正確的是（ ）A.雷雨天氣外出時(shí)在孤立的大樹下避雨B.雷雨天氣外出時(shí)在空