生活中的靜電現(xiàn)象課件

關(guān)于生活中的靜電現(xiàn)象課件1．了解靜電平衡的概念，掌握靜電

平衡的特征。第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．了解靜電平衡時帶電導(dǎo)體上電

荷的分布特點。3．了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象。第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[讀教材·填要點]1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(1)靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放在電場中的導(dǎo)體其內(nèi)部自由電荷在

作用下定向移動，而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)

電荷的現(xiàn)象。電場力等量異號第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中(包括表面)

不再發(fā)生定向移動，我們就認(rèn)為導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)。(3)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點：①處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的

處處為零。自由電子場強第5頁,共47頁，2024年2月25日，星期天②處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是一個

，它的表面是一個等勢面。③表面處的場強不為零，表面處的場強方向跟導(dǎo)體表面

。等勢體垂直第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(4)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)部沒有電荷，電荷只分布在

。②在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)

，凹陷的位置

電荷。外表面上越大幾乎無第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[關(guān)鍵一點]人與大地都是導(dǎo)體，在人觸摸導(dǎo)體的過程中，帶電體、人、大地組成一個新導(dǎo)體，地球往往是新導(dǎo)體的遠(yuǎn)端。第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．尖端放電、靜電屏蔽(1)尖端放電：①尖端放電：空氣被電離后所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被

而奔向尖端，與尖端上的電荷

，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端

的現(xiàn)象。吸引中和失去電荷第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天②應(yīng)用和防止應(yīng)用：

是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的

會減少電能的損失。避雷針表面盡量光滑第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)靜電屏蔽：①定義：當(dāng)金屬外殼達(dá)到靜電平衡時，內(nèi)部

電場，因而金屬的

會對其內(nèi)部起

作用，使它內(nèi)部不受

影響的現(xiàn)象。②應(yīng)用：電子儀器和電子設(shè)備外面都有

，通信電纜外面包有一層

，高壓線路的檢修人員要穿

等，都是利用靜電屏蔽現(xiàn)象消除外電場的影響。沒有外殼屏蔽外部電場金屬殼金屬網(wǎng)屏蔽服第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[關(guān)鍵一點]

絕緣球殼中沒有自由電荷，當(dāng)放入外電場時，不會發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，殼內(nèi)場強也不會為零。即不能起到屏蔽外電場的作用。第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[試身手·夯基礎(chǔ)]1.如圖1－7－1所示，在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近(不接觸，且未發(fā)生放電現(xiàn)象)時，下列說法中正確的是(

)A．B端的感應(yīng)電荷越來越多B．導(dǎo)體內(nèi)場強越來越大圖1－7－1第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天C．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強D．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的場強相等第14頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天帶負(fù)電小球P在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強，而導(dǎo)體內(nèi)部的合場強處處為零，那么導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的附加電場的場強就大于在N點產(chǎn)生的附加電場的場強，故選項C正確，選項D錯誤。答案：AC第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．關(guān)于避雷針，以下說法正確的是 (

)A．避雷針避雷是中和云層的異種電荷B．避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地C．為了美觀，通常把避雷針頂端設(shè)計成球形D．避雷針安裝在高大建筑物頂部，而不必接地第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析：避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地，必須接到大地，故A、D項錯，B項正確；導(dǎo)體尖端的電荷密度大，附近的電場很強，把避雷針頂端設(shè)計成球形不利于把云層中的離子吸引到尖端，故C項錯誤。答案：B第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3．在點電荷－Q的電場中，一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，若圓平面與點電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點所激發(fā)的附加場強E′的方向在圖1－7－2中正確的是 (

)圖1－7－2第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析：在盤中A點激發(fā)的附加場強E′應(yīng)與－Q在A點產(chǎn)生的場強等大反向，故A正確。答案：A第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．概念如圖1－7－3所示，金屬導(dǎo)體中自由電子受到導(dǎo)體周圍電場的電場力作用后向左移動，在右側(cè)出現(xiàn)正電荷，導(dǎo)體兩側(cè)正、負(fù)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場反向的電場，因與原來的電場反向，疊加的圖1－7－3第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天結(jié)果是使原電場強度逐漸減弱，直至導(dǎo)體內(nèi)部各點的合電場強度等于零為止，此時F＝E內(nèi)q＝0，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動，處于一個平衡狀態(tài)，我們就說導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)。第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．條件內(nèi)部電場處處為零，即E內(nèi)＝0。由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)等量異種感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部形成與電場E0反向的電場E′，在導(dǎo)體內(nèi)任一點E′＝－E0，使得合電場強度E內(nèi)＝0。第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[名師點睛]一個孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點。第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1.如圖1－7－4所示，長為L的金屬桿原來不帶電，在距其左端r處放一個電荷量為q的點電荷。問：圖1－7－4第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(1)金屬桿中點處的場強為多少？(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點P處產(chǎn)生的場強。[思路點撥]內(nèi)部場強處處為零，因為是兩個電場的疊加。第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天感應(yīng)電荷的電荷量不是已知，故不能直接求出感應(yīng)電荷在某點的場強，故由靜電平衡條件求解。第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響的情況圖1－7－5第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(1)現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗電器箔片張開。如圖1－7－5甲，將驗電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗電器箔片不張開，如圖乙，即外部電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部。(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外表面感應(yīng)電荷與外電場在導(dǎo)體內(nèi)部任一點的場強的疊加結(jié)果為零。第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．接地導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間無影響情況圖1－7－6第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(1)現(xiàn)象：①如圖1－7－6甲導(dǎo)體殼沒有接地時，處于內(nèi)部電場中，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，殼內(nèi)外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零。第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天②導(dǎo)體殼接地后，如圖1－7－6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，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面之間及導(dǎo)體外部場強處處為零，導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場影響。第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(2)本質(zhì)：仍然是靜電感應(yīng)，使導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)電荷與殼內(nèi)電荷在導(dǎo)體殼表面以外空間疊加結(jié)果為零。[名師點睛]處于靜電平衡的導(dǎo)體，內(nèi)部場強為零，但電勢不一定為零。第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．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)(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖1－7－7所示。下列說法正確的有 (

)圖1－7－7第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都不變第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[審題指導(dǎo)]求解此題應(yīng)注意以下三點：(1)金屬球殼(網(wǎng))可使內(nèi)部電荷不受外部電場影響。(2)不接地金屬球殼(網(wǎng))內(nèi)的電荷對外部電荷有影響。(3)接地金屬球殼(網(wǎng))內(nèi)的電荷對外部電荷無影響。第37頁,共47頁，2024年2月25日，星期天[解析]球C對外界電場有靜電屏蔽作用，使處于C內(nèi)部的A球不受外界電場影響，所以A不偏移。但A在C的外表面感應(yīng)出正電荷，也就是C不能屏蔽內(nèi)部電荷向外激發(fā)電場，所以B將向右偏。[答案]

B第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天空腔可以屏蔽外界電場，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場，其本質(zhì)都是因為激發(fā)電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清是哪一部分電場，還是合電場作用的結(jié)果。第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1．(對應(yīng)要點一)處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處為零的原因是 (

)A．導(dǎo)體內(nèi)部無任何電場B．外電場不能進(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)生的合場強為零D．外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)

果為零第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析：導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零是由于感應(yīng)電荷的電場與外電場疊加的結(jié)果，故D正確。答案：D第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2．(對應(yīng)要點二)具有一定厚度的空心球殼的球心位置放置一正電荷，圖1－7－8中畫出了其空間電場的電場線分布情況，符合實際情況的是 (

)圖1－7－8第43頁,共47頁，2024年2月25日，星期天解析：接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場不影響導(dǎo)體外部，導(dǎo)體外部的感應(yīng)電荷都被排斥入地，在只有施感電荷和內(nèi)壁的感應(yīng)異種電荷的情況下，兩部分電荷在導(dǎo)體外部任一點場強的疊加結(jié)果為零，A正確。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部(即導(dǎo)體球殼