靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

7、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1、靜電感應(yīng)

把一個不帶電的金屬導(dǎo)體放到場強為E0的中電場，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而做定向移動，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場E0ABCD--------0E2.靜電平衡---------1、導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動.E'E'E'2、導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場.0E---E'----3、感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，導(dǎo)體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止.0E-------E=04、靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài).靜電平衡

發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E`和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E`=E時，自由電子停止定向移動，這時導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E`E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面思考：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面場強能否如圖所示？++++++++--------E++++++++--------E

結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其外部表面附近任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面（3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直地球是個大等勢體，常被選為零勢面例1：如圖所示接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點電荷的電場在球心的場強等于多少？QRrA注意：E、E`和E合的區(qū)別E由外電場決定，E`=E，E合=0oE是點電荷Q產(chǎn)生的電場（即外電場），E`是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場（附加場），E合是兩個電場疊加后的合電場AB例2：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場強度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢相等D、B帶負(fù)電B的外部電場強度為零嗎？注意：（1）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接地或用手觸摸導(dǎo)體時，可把導(dǎo)體和地球看成一個大導(dǎo)體（2）一般取無窮遠處或大地的電勢為零。練習(xí)1：帶電量分別為+Q和-Q的兩個點電荷相距為r，在兩點電荷之間放入一個不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡后，感應(yīng)電荷在兩點電荷連線中點O處產(chǎn)生的場強大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左法拉第圓筒實驗:12用兩個帶有絕緣手柄的金屬小球分別接觸帶有電荷的金屬圓筒的內(nèi)壁和外壁.導(dǎo)體上電荷的分布法拉第圓筒實驗:12和外壁接觸的小球使驗電器箔片張開,表明金屬筒外壁有電荷分布.法拉第圓筒實驗:12和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗電器箔片張開,表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布.靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點（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：電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？均勻球形導(dǎo)體尖端放電尖端放電的原理是什么？導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，空氣中的帶電微粒在電場力的作用下劇烈運動會把空氣分子撞“散”，使分子中的正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離。尖端放電的原理有何應(yīng)用？中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導(dǎo)體尖端的電荷異號粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫尖端放電。避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施應(yīng)用：避雷針②兩種屏蔽屏蔽外部電場使其不影響內(nèi)部屏蔽內(nèi)部電場使其不影響外部

（空腔導(dǎo)體接地）

靜電屏蔽的事例+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢?

+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢?該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏蔽作用.類似事例:通訊電纜外包金屬層,電學(xué)儀器外套金屬罩.靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用思考:電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎樣才能保證他們的生命安全？全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等。

7.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場1、靜電平衡狀態(tài)電場中的導(dǎo)體，內(nèi)部自由電子不再定向移動2、靜電平衡狀態(tài)的特征(1)內(nèi)部的場強處處為零(2)整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面(3)導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直二、導(dǎo)體上電荷的分布(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，越尖銳的地方，電荷密度（單位面積上的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。三、尖端放電(1)尖端放電(2)應(yīng)用:避雷針防止:高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)該盡量光滑.四、靜電屏蔽(1)空腔導(dǎo)體屏蔽外部電場使其不影響內(nèi)部(2)空腔導(dǎo)體屏蔽內(nèi)部電場使其不影響外部--接地練習(xí)

當(dāng)導(dǎo)