17静电现象的应用.pptx

第七节第七节静电现象的应用静电现象的应用一、静电感应一、静电感应 把金属导体放在外电场把金属导体放在外电场E E0 0中，由于导体内的自由电子中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。的现象叫静电感应。静电平衡状态下导体的电场静电平衡状态下导体的电场E0ABCD 静电平衡静电平衡 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场加电场EE和原电场和原电场E E在导体内叠加为零，即在导体内叠加为零，即E=EE=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。态叫静电平衡状态。EEEE合=0三、处于静电平衡状态导体的特点：三、处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零（2 2）整个导体是一个等势）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面体，表面是一个等势面（3 3）导体外部电场线与导体表面垂）导体外部电场线与导体表面垂直直+-E注意：注意：地球是一个极大地球是一个极大的导体，可以认为处于的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势们可以选大地做零电势体的一个原因。体的一个原因。1.1.长为长为L L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q+q的点电荷放在与棒的左端距离为的点电荷放在与棒的左端距离为R R的地方，如图的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点中点O O处产生的场强有多大？方向如何？处产生的场强有多大？方向如何？RLO O+q答：答：达到静电平衡后导体内部处处场强为零达到静电平衡后导体内部处处场强为零则则 E感感E源源k(R+L/2)2E感方向与感方向与E源方向相反，即指向点电源方向相反，即指向点电荷荷+q.q 3.3.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是:()A.A.外电场外电场E E0 0消失。消失。B.B.感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E E 为零。为零。C.C.导体内部合场强导体内部合场强E E内内=E E0 0 +E+E=0=0。D.D.导体表面和内部场强均为零。导体表面和内部场强均为零。C5 5.如图所示在真空中把一绝缘导体如图所示在真空中把一绝缘导体ABAB向带负电的向带负电的小球小球P P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（缓慢的靠近时，下列说法正确的是（）A A、B B端的感应电荷越来越多端的感应电荷越来越多B B、导体内部场强越来越大、导体内部场强越来越大C C、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M点产生的场强大于在点产生的场强大于在N N点产点产生的的场强生的的场强D D、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M、N N两点产生的的场强相两点产生的的场强相等等MBANP静电平衡时导体上电荷的分布的特点静电平衡时导体上电荷的分布的特点（1 1）导体内部没有电荷，电荷只分布在）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面导体的外表面（2 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷的位置几乎没有电荷均匀球形导体均匀球形导体导导体体尖尖端端的的电电荷荷密密度度很很大大，附附近近的的电电场场特特别别强强，它它会会导导致致一一个个重重要要的的后后果果，就就是是尖尖端端放电。放电。在在强强电电场场作作用用下下，物物体体曲曲率率大大的的地地方方(如如尖尖锐锐、细细小小的的顶顶端端，弯弯曲曲很很厉厉害害处处)附附近近，等等电电势势面面密密，电电场场强强度度剧剧增增，致致使使这这里里空空气气被被电电离离而而产产生生气气体体放放电电现现象象，称称为为电电晕晕放放电电而而尖尖端端放放电电为为电电晕晕放放电电的的一一种种，专专指指尖尖端端附附近近空空气气电电离离而产生气体放电的现象而产生气体放电的现象三三 尖端放电尖端放电什么是尖端放电？什么是尖端放电？导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动 分子中正负电荷分开分子中正负电荷分开 正负电荷奔向异种电荷正负电荷奔向异种电荷 相当于尖端失去电荷相当于尖端失去电荷 尖端放电尖端放电尖端放电尖端放电思考思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针避雷针燃气灶和燃气热水器的电子点火装置燃气灶和燃气热水器的电子点火装置针尖针尖形状形状避雷针避雷针避避雷雷针针是是利利用用尖尖端端放放电电避避免免雷雷击击的的一一种设施。种设施。它它是是一一个个或或几几个个尖尖锐锐的的金金属属棒棒,安安装装在在建建筑筑物物的的顶顶端端,用用粗粗导导线线与与埋埋在在地地下下的的金属板连接金属板连接,保持与大地的良好接触保持与大地的良好接触.+思考思考:用金属网罩将验电器罩住用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢会怎样呢?+思考思考:用用金属网罩金属网罩将验电器罩住将验电器罩住,会怎样呢会怎样呢?-+思考思考:空心导体壳内的验电器箔片不会张开，空心导体壳内的验电器箔片不会张开，为什么为什么?静电屏蔽静电屏蔽:静电平衡时静电平衡时,空心导体壳可保护其空心导体壳可保护其 内部区域不受外电场影响内部区域不受外电场影响 的现象的现象.因为导体壳内部因为导体壳内部合场强为零合场强为零.四四 静电屏蔽静电屏蔽由于静电感应，可使金属由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种场对它内部的影响，这种现象叫做现象叫做静电屏蔽静电屏蔽。什么是静电屏蔽？1 1静电屏蔽静电屏蔽 （1 1）空腔导体的特点）空腔导体的特点空腔导体能把外电场挡住，空腔内没空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。有电场，空腔内不受外电场的影响。（2 2）静电屏蔽）静电屏蔽导体壳（金属网罩）能保护它所包围导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。这种现象叫做静电屏蔽。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。含金属丝的织物制成的。两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击。鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。本节主要学了以下几个问题：本节主要学了以下几个问题：1 1静电平衡状态下导体的电场静电平衡状态下导体的电场 学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点平衡导体的特点 2 2导体上电荷的分布导体上电荷的分布 （1 1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。面。（2 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。3 3尖端放电尖端放电 了解了尖端放电现象及其应用。了解了尖端放电现象及其应用。4 4静电屏蔽静电屏蔽 了解了静电屏蔽现象及其应用。了解了静电屏蔽现象及其应用。1、请用学过的电学知识判断下列说法正确的是请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（）（）A.A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险B2 2一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况布的情况 ()()B