靜電現(xiàn)象的應(yīng)用演示文稿

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用演示文稿第一頁，共四十六頁。優(yōu)選靜電現(xiàn)象的應(yīng)用第二頁，共四十六頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過對(duì)靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的自由電荷運(yùn)動(dòng)情況的討論，了解靜電平衡的概念。2.知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征3.知道處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律第三頁，共四十六頁。靜電感應(yīng)

------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)第四頁，共四十六頁。靜電感應(yīng)

-----E在導(dǎo)體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應(yīng)現(xiàn)象。第五頁，共四十六頁。

-----E靜電感應(yīng)感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生反方向的電場(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’第六頁，共四十六頁。

-----E感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)，即E’=E時(shí)，內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí)，電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。E’=E第七頁，共四十六頁。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)

EE內(nèi)=01.靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體表面和內(nèi)部電荷停止定向移動(dòng)的狀態(tài)。第八頁，共四十六頁。導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零導(dǎo)體是等勢(shì)體,表面為等勢(shì)面導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直若不為零會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象?若不垂直會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象?為什么會(huì)如此?2.處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：++++++++--------E++++++++--------E第九頁，共四十六頁。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。

對(duì)于一孤立的帶電導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零的本質(zhì)是：導(dǎo)體表面所帶全部電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和為零。第十頁，共四十六頁。二、導(dǎo)體上電荷的分布研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷現(xiàn)象:甲:A的箔片張角逐漸增大乙:A的箔片始終沒有張開結(jié)論:導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,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,凹陷的位置幾乎沒有電荷為什么?--法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)初態(tài)：B帶電，A不帶電甲乙第十一頁，共四十六頁。1、導(dǎo)體內(nèi)沒有電荷,凈電荷電荷只分布在導(dǎo)體的表面。2、在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大,凹陷處幾乎沒有電荷。導(dǎo)體上電荷的分布小結(jié)凈電荷是指導(dǎo)體內(nèi)正、負(fù)電荷中和后所剩下的多余電荷.這里說的凈電荷可以是靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷,也可以是一個(gè)孤立的帶電體所帶的電荷。第十二頁，共四十六頁。1．關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是A．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)一定相等

B．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，其外表面附近的電場(chǎng)方向一定與導(dǎo)體的表面垂直

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達(dá)到靜電平衡時(shí)，電荷分布在導(dǎo)體的外表面ABD課堂小練第十三頁，共四十六頁。2.如圖所示在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢的靠近時(shí)，下列說法正確的是（）A、B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)越來越大C、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)D、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)相等MBANPAC第十四頁，共四十六頁。3．具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正電荷，下面中的四個(gè)圖畫出了其空間電場(chǎng)的電場(chǎng)線情況，符合實(shí)際情況的是()Ｄ第十五頁，共四十六頁。4．為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小金屬球放入腔中，當(dāng)靜電平衡時(shí)，圖中A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)φ的關(guān)系是：（

)·QABcD靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體的電勢(shì)也為零，這種說法對(duì)嗎？這種說法是錯(cuò)誤的．第十六頁，共四十六頁。5.如圖所示，一個(gè)原來不帶電的中空金屬球殼，上開一個(gè)小孔，若將一個(gè)帶負(fù)電的小球放入且不與球殼接觸，則球殼內(nèi)表面帶______電，外表面帶______電；若用手接觸一下球殼后球殼內(nèi)表面帶______電，外表面______；正負(fù)正不帶電第十七頁，共四十六頁。注意：（1）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接地或用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，可把導(dǎo)體和地球看成一個(gè)大導(dǎo)體（2）一般取無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零。第十八頁，共四十六頁。6.長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)有多大？方向如何？RLO+q答：達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部處處場(chǎng)強(qiáng)為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點(diǎn)電荷+q.q第十九頁，共四十六頁。7.帶電量分別為+Q和-Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為r，在兩點(diǎn)電荷之間放入一個(gè)不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，感應(yīng)電荷在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左第二十頁，共四十六頁。8.在孤立點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)。若金屬圓盤平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，在圓盤A內(nèi)a、b、c三點(diǎn)標(biāo)出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線(用實(shí)線表示，要求嚴(yán)格作圖)。A＋Q··abc···第二十一頁，共四十六頁。9.一個(gè)帶絕緣座的空心金屬球A帶有4×10-8C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10-8C的負(fù)電荷,使B球和A球的內(nèi)壁接觸,如圖所示,則A、B各帶電荷量為（

）A.QA=10-8C,QB=10-8CB.QA=2×10-8C,QB=0C.QA=0,QB=2×10-8CD.QA=4×10-8C,QB=-2×10-8CBAB第二十二頁，共四十六頁。靜電現(xiàn)象的應(yīng)用第二課時(shí)第二十三頁，共四十六頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1：了解尖端放電現(xiàn)象。2：了解靜電屏蔽現(xiàn)象及其技術(shù)上的應(yīng)用第二十四頁，共四十六頁。尖端放電正負(fù)電荷奔向異種電荷導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)空氣電離尖端失去電荷尖端放電導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，會(huì)把空氣分子“撞散”，使分子中的正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離中性的分子電離后變成帶負(fù)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(hào)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(gè)現(xiàn)象叫尖端放電。尖端放電的原理是什么？第二十五頁，共四十六頁。避雷針第二十六頁，共四十六頁。（1）避雷針的原理：帶正（負(fù)）電的云層靠近避雷針時(shí)，因同種電荷相互排斥，異種電荷相吸引，電子由大地流向避雷針尖端（電子由避雷針尖端流向大地），避雷針上端留下異種電荷，當(dāng)電荷積累到一定程度時(shí)，通過尖端放電，逐漸中和云層中的電荷,達(dá)到避免雷擊的目的。（2）為了更好的應(yīng)用尖端放電原理中和云層中的電荷，避雷針的上端做成幾股針尖狀三.避雷針第二十七頁，共四十六頁。尖端放電的應(yīng)用：避雷針第二十八頁，共四十六頁。------+++++++

思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片會(huì)張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時(shí),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.不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零.四.靜電屏蔽第二十九頁，共四十六頁。

導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗(yàn)電器箔片張開．如圖甲，將驗(yàn)電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗(yàn)電器箔片不張開，如圖乙，即外部電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體內(nèi)部．第三十頁，共四十六頁。因場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了屏蔽，其內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響對(duì)內(nèi)靜電屏蔽本質(zhì)：是靜電感應(yīng)第三十一頁，共四十六頁。靜電屏蔽的另一種形式金屬罩接地后，地上的自由電子，沿導(dǎo)線向上移動(dòng)，把金屬罩外部的正電荷中和，結(jié)果，小球的電場(chǎng)被控制在金屬罩的內(nèi)部，外部不再受影響。第三十二頁，共四十六頁。

接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)殼外空間沒有影響①現(xiàn)象：a．如右圖甲導(dǎo)體殼沒有接地時(shí)，處于內(nèi)部電場(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．第三十三頁，共四十六頁。b.導(dǎo)體殼接地后，如圖乙所示，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．②本質(zhì)：仍然是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)電荷與殼內(nèi)電場(chǎng)在導(dǎo)體殼表面以外空間疊加結(jié)果為零．第三十四頁，共四十六頁。當(dāng)空腔接地時(shí)，外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球，外部電場(chǎng)消失，對(duì)外起到屏蔽作用，外部不再受腔內(nèi)電場(chǎng)的影響對(duì)外靜電屏蔽第三十五頁，共四十六頁。例1.在圖所示的實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔會(huì)張開的是：（）QQQABC金屬網(wǎng)絕緣底座地面BA圖屬于內(nèi)屏蔽，C圖屬于外屏蔽。注意觀察：B圖和C圖不同。金屬網(wǎng)罩一個(gè)接地，一個(gè)不接地。第三十六頁，共四十六頁。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽第三十七頁，共四十六頁。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。第三十八頁，共四十六頁。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。第三十九頁，共四十六頁。

三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。靜電屏蔽的應(yīng)用第四十頁，共四十六頁。2．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是A．云層中帶的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D．以上說法都不對(duì)

帶電荷的云層靠近避雷針時(shí)，在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá)到一定程度就向空中放電，中和云層中的電荷，從而避免遭受雷擊，Ｂ第四十一頁，共四十六頁。AB3.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從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢(shì)相等D、B帶負(fù)電第四十二頁，共四十六頁。4．如右圖所示，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)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗(yàn)電器A靠近BBCD第四十三頁，共四十六頁。5.在水平地面上放置的光滑金屬板的上表面絕緣,在其中心正上方有一帶正電Q的金屬小球（可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場(chǎng)）自左以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)過程中（）A.小球做先減速后加速運(yùn)動(dòng)B.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.小球受到電場(chǎng)力的沖量為零D.小球受到電場(chǎng)力做的功為零+Qv0BD第四十四頁，共四十六頁。6. 將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如右圖所示，于是有(

)A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都