【教學(xué)課件】高中物理靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

第七節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用平頂山市第二中學(xué)：王蕊真人實(shí)驗(yàn)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場情景：把導(dǎo)體放入電場會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象?(1)金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？討論線索：【問題】(2)什么是靜電感應(yīng)?(3)靜電感應(yīng)過程中導(dǎo)體內(nèi)存在幾個(gè)電場？每個(gè)電場怎樣變化?(4)什么是靜電平衡狀態(tài)?導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再定向移動(dòng)的狀態(tài)

——靜電平衡狀態(tài)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零導(dǎo)體是等勢體,表面為等勢面問題5處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征？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)等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個(gè)原因。E0應(yīng)用一:靜電屏蔽由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強(qiáng)為零，相當(dāng)于遮擋了外界電場對(duì)它內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽的應(yīng)用思考1：有線電視線與普通導(dǎo)線有什么區(qū)別？能否用普通導(dǎo)線代替有線電視專用線？靜電屏蔽的應(yīng)用超高壓帶電作業(yè)的工人德爾工作服要用包含金屬絲的織物制成。三條輸電線上方還有兩根導(dǎo)線與大地相連，形成一個(gè)稀疏金屬“網(wǎng)”，將高壓線屏蔽起來。思考2：你有沒有遇到過在家里用手機(jī)打電話信號(hào)不好的情況？為什么?

鋼筋混凝土的框架式結(jié)構(gòu)提高抗震能力的同時(shí)也對(duì)信號(hào)起到一定的屏蔽作用。防輻射孕婦服收音機(jī)拓展：電磁輻射屏蔽屏蔽問題6：電荷在導(dǎo)體上的分布是怎樣的呢？均勻球形導(dǎo)體是不是這樣分布呢？二，導(dǎo)體上電荷的分布導(dǎo)體內(nèi)部有無電荷？實(shí)驗(yàn)2：研究空腔導(dǎo)體內(nèi)外表面的電荷現(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1:導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷分布在導(dǎo)體的外表面二，導(dǎo)體上電荷的分布為什么？二，導(dǎo)體上電荷的分布實(shí)驗(yàn)：法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)結(jié)論2: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情景：尖端電荷密集，常會(huì)發(fā)生什么情況？實(shí)驗(yàn)孤立帶點(diǎn)體

尖端電荷密，電場強(qiáng)度大

使殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)

粒子撞擊使空氣分子電離正電荷奔向尖端與其中和相當(dāng)于尖端把負(fù)電荷釋放到空氣中問題7：什么是尖端放電？思考3：尖端放電在生活中有哪些應(yīng)用？避雷針燃?xì)庠詈腿細(xì)鉄崴鞯碾娮狱c(diǎn)火裝置針尖形狀古今的避雷針I(yè)避雷針的原理I學(xué)以致用：閃電防護(hù)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則．人長得高還是一件非常痛苦的事情．一，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：二，人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害．所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電勢差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害。思考：小鳥停在單根高壓線上為什么電不死?解析：三，不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂．四，不要進(jìn)入水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊．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)．閃電防護(hù)揭秘礦泉水瓶：煙囪中藥艾條：煙霧鋸條：放電極易拉罐：吸塵極創(chuàng)作過程煙塵顆粒靜電除塵科學(xué)就在我們身邊，加油啊！讓我們共同努力！遠(yuǎn)離霧霾，重獲藍(lán)天。共勉知識(shí)構(gòu)建一、靜電平衡狀態(tài)1、概念：內(nèi)外均無電荷定向移動(dòng)2、特點(diǎn)：內(nèi)部場強(qiáng)為零，等勢體3、應(yīng)用：靜電屏蔽二

、

靜電平衡時(shí),導(dǎo)體上電荷分布1、凈電荷分布在外表面且尖端密2、應(yīng)用：尖端放電

（二）收集資料：靜電的危害及預(yù)防課外活動(dòng)（一）分組制作靜電除塵器判天地之美，析萬物之理學(xué)好物理，改變世界2010年高考試題15.請(qǐng)用學(xué)過的電學(xué)知識(shí)判斷下列說法正確的是（）A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C.小鳥停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死D.打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)B

解析：電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用，使人安全作業(yè)。因?yàn)樗芰虾陀湍Σ寥菀灼痣姡a(chǎn)生的靜電荷不易泄漏，形成靜電積累，造成爆炸和火災(zāi)事故。一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”，一旦汽車被雷擊中，它的金屬構(gòu)架會(huì)將閃電電流導(dǎo)入地下。輕松練習(xí)1．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，場強(qiáng)方面的特征是（

）A．外電場E0消失

B．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E′為零C．導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)E為零

D．導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場強(qiáng)均為零C2．將原來不帶電的絕緣導(dǎo)體B移近帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體A，如1-93所示，以下說法正確的是：（）A．導(dǎo)體B上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等B．導(dǎo)體A內(nèi)部的場強(qiáng)一定為零C．導(dǎo)體B的左端電勢比右端電勢高D．導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在它的C點(diǎn)所形成的場強(qiáng)一定不為零ＢＤ解析：

A錯(cuò)．導(dǎo)體B上內(nèi)部各點(diǎn)的場強(qiáng)大小為零，但是外部場強(qiáng)大小不相等B對(duì)．導(dǎo)體A內(nèi)部的場強(qiáng)一定為零。因?yàn)殡姾煞植荚谕獗鞢錯(cuò)．導(dǎo)體B的左端電勢和右端電勢一樣高，是等勢體D對(duì)．導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在它的C點(diǎn)所形成的場強(qiáng)一定不為零，因?yàn)樗虯的電場合場強(qiáng)疊加為零。３：如圖，長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端為R的某點(diǎn).當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小為多大?1.導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)是0，所以電勢也是0B.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C.電荷只分布在外表面，電場線一定和外表面處處垂直D.以上說法均不正確C鞏固練習(xí)２.把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一個(gè)帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則（）

A.球殼B的空腔中場強(qiáng)處處為零。

B.球殼B不帶電。

C.球殼B的內(nèi)，外表面電勢相等。

D.球殼B的電勢為零。

ＣＤＢＡ解析：A錯(cuò)，空腔內(nèi)部電場不為零。B錯(cuò)，球殼內(nèi)表面由于靜電感應(yīng)，要帶負(fù)電荷。C對(duì)，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，是個(gè)等勢體，其上電勢處處相等。D對(duì)，通常以大地為零電勢，由于球殼與大地構(gòu)成一個(gè)整體，相當(dāng)于一個(gè)大導(dǎo)體，所以電勢處處相等，是個(gè)等勢體。所以電勢都為零。3、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A放入腔中，當(dāng)靜電平衡時(shí)，圖中a,b,c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是（）A.Ea>Eb>EcB.Ea=Eb>EcC.Ea=Eb=EcD.Ea>Ec>EbDbca思考：abc三點(diǎn)電勢有什么關(guān)系？Фa>Фb>Фc主要原因是這么幾個(gè)方面（站在高壓線上的小鳥，是站在同一根電線上的，并聯(lián)電路）

第一，雙腳站立時(shí)，由于小鳥兩腳間距離很短，分得的電壓也就相對(duì)很少。

第二，雙腳站立時(shí)候，相對(duì)于電線，小鳥身體電阻要大得多，尤其爪子上面有角質(zhì)層，電阻太大，相當(dāng)于電線在小鳥兩腳間形成短路，所以通過小鳥的電流很小不過，如果鳥兒的身體同時(shí)接觸到兩根電線，或者站在電線上的鳥在不絕緣的電桿或架上磨嘴巴，就會(huì)有電流從鳥兒身上流過，使它觸電身亡。正因?yàn)槿绱耍藗冊(cè)?/p>