第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

7、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用講授：益陽市第一中學(xué)夏新華一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場討論：如圖所示把一個不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到電場強(qiáng)度為E0的電場中，試分析：（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？（2）自由電子怎樣移動？（3）自由電子會在什么地方積聚？（4）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（5）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？分析：處于電場中導(dǎo)體的靜電感應(yīng)過程一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場

一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場討論：如圖所示把一個不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到電場強(qiáng)度為E0的電場中，試分析：

（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？

（2）自由電子怎樣移動？

（3）自由電子會在什么地方積聚？

（4）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？

（5）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？最終出現(xiàn)的現(xiàn)象：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再定向移動。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場及電荷分布

1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象：2.靜電平衡狀態(tài)的定義導(dǎo)體內(nèi)電子不再定向移動的狀態(tài)3.靜電平衡的特點(diǎn)(1)導(dǎo)體內(nèi)部電場處處為零(2)導(dǎo)體為等勢體,表面為等勢面;電場線與導(dǎo)體表面垂直不規(guī)則導(dǎo)體處于靜電平衡時電場線和等勢面的分布情況法拉第圓筒演示實(shí)驗(yàn)開始一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場及電荷分布

檢驗(yàn)在靜電平衡時電荷在空心導(dǎo)體上的分布情況1.電荷只分布在導(dǎo)體的外表面2.導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷的密度越大靜電平衡的特點(diǎn):(1)導(dǎo)體內(nèi)部電場處處為零(2)導(dǎo)體為等勢體,表面為等勢面;電場線與

該點(diǎn)表面垂直(3)電荷只分布在導(dǎo)體的外表面(4)導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷的密度越大注意事項(xiàng):(1)電荷不定向移動,并非靜止(2)合電場為零,并非不存在電場(E內(nèi)=-E外)(3)電荷只分布在外表面,內(nèi)部仍存在成對出現(xiàn)的電荷,所以應(yīng)為凈電荷只分布在外表面一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場及電荷分布

二.尖端放電1.理論分析

學(xué)生閱讀書本P25中間過程:強(qiáng)電場→空氣電離→中和(等效為失去電荷)2.形象比喻由于尖端的電荷密度大,電荷在尖端十分擁擠,不斷地有些

電荷被排擠出去3.應(yīng)用

(1)避雷針

(2)超高壓輸電(盡量光滑避免放電;采用四根利用放電)三、靜電平衡的應(yīng)用——靜電屏蔽三、靜電平衡的應(yīng)用——靜電屏蔽三、靜電平衡的應(yīng)用——靜電屏蔽1.靜電屏蔽的原理：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，將導(dǎo)體挖空，變成一個導(dǎo)體殼，殼內(nèi)的場強(qiáng)仍處處為零，金屬網(wǎng)罩可以起到導(dǎo)體殼的作用，所以能使導(dǎo)體殼內(nèi)或金屬網(wǎng)罩內(nèi)的區(qū)域不受外部電場的影響．

導(dǎo)體演變過程:金屬導(dǎo)體→金屬導(dǎo)體腔→金屬網(wǎng)罩→幾根導(dǎo)線2.靜電屏蔽的定義導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩可以把外電場遮住，使其內(nèi)部不受外電場影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽．3.應(yīng)用:(1)電視信號屏蔽線(抗干擾)

(2)高壓輸電線上方的兩根小導(dǎo)線(免遭雷擊)(3)高壓作業(yè)人員的金屬服裝(防電磁輻射)

演示4.當(dāng)電荷放在導(dǎo)體腔里面時的情況分析結(jié)論:(1)當(dāng)導(dǎo)體腔不接地時,外部有電場(保里不保外.自私)

(2)當(dāng)導(dǎo)體腔接地時,外部也無電場(里外均保護(hù))三、靜電平衡的應(yīng)用