靜電的防止與利用 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

9.4靜電的防止與利用1．通過對靜電場中導(dǎo)體的自由電荷運動情況的討論，感受靜電平衡概念的建立過程。2．掌握歸納、演繹推理的方法，訓(xùn)練學(xué)生的推理能力，親身感受知識的建立過程。3．通過對靜電場中導(dǎo)體的自由電荷運動情況的討論，了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征。4．經(jīng)歷觀察、實驗、探究等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)尊重客觀事實、實事求是的科學(xué)態(tài)度。學(xué)習(xí)目標(biāo)

金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)有什么特點呢？

由原子核和自由電子組成。

那么，若把金屬導(dǎo)體放入電場中，又將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

溫故知新與新課引入電子原子核3.感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，即E’=E時，自由電荷的定向移動停止。

-+-+-+-+4.導(dǎo)體內(nèi)部場強E為零，導(dǎo)體內(nèi)自由電子不在定向移動,就叫靜電平衡狀態(tài)。

-+-+-+-+-+

一、靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動，稱為靜電平衡狀態(tài)。分布在導(dǎo)體兩側(cè)的正電荷和負(fù)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個與E0方向相反的電場E′，導(dǎo)體內(nèi)部的合場強為E合＝E0－E′，當(dāng)E′小于E0時，E合方向向右，受到庫侖力作用，負(fù)電荷繼續(xù)在導(dǎo)體左側(cè)堆積，直到E合＝0，電子不在發(fā)生定向移動。這時我們說導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)。-------＋＋＋＋E′----＋＋＋＋E＝0靜電平衡狀態(tài).A.B

導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零導(dǎo)體是等勢體,表面為等勢面導(dǎo)體表面處場強方向必跟該點的表面垂直

導(dǎo)體內(nèi)部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。二、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。（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）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。思考、靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布在哪里？尖端放電1.導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負(fù)電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。2.那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。3.應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？

2.接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響：【規(guī)律總結(jié)】靜電屏蔽的兩種情況例如：例如：

當(dāng)金屬殼接地時，外表面的感應(yīng)電荷傳給地球，外部電場消失，對外起到屏蔽作用。1.導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響：三、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。靜電屏蔽的應(yīng)用

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。靜電屏蔽的應(yīng)用+--++++--理論分析

同學(xué)們大致畫出網(wǎng)罩外部的電場線、導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的分布及感應(yīng)電場的方向。

？做一做理論分析

同學(xué)們大致畫出網(wǎng)罩外部的電場線、導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的分布及感應(yīng)電場的方向。

？做一做+--++++--金屬導(dǎo)體殼壁W空腔CE=0靜電除塵靜電噴涂靜電復(fù)印、打印請舉例說明靜電吸附在生產(chǎn)技術(shù)上有哪些應(yīng)用.答案:靜電除塵、靜電噴漆、靜電復(fù)印.1.當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時，其場強的特征是()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)部合場強E內(nèi)

=E0+E′=0D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強均為零C2.（多選）關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是()A．當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡時，導(dǎo)體上任意兩點間的電勢一定相等B．當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導(dǎo)體的外表面垂直C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)D．達到靜電平衡時，電荷分布在導(dǎo)體的外表面ABD3．在一個導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外任一點的場強，則()A．當(dāng)＋Q在球殼中央時，E＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零C．只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時，E＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零D

課堂小結(jié)1.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點①處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。②表面處的電場強度不為零，表面處的電場強方向跟導(dǎo)體表面垂直。2.靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點（1）靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。（2）在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，周圍的電場強度越大。