高中物理人教版选修3-1：1.7 静电现象的应用 课件(42张)
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人教版高中物理选修3-1PPT课件 1.7静电现象的应用
②电势的特点
带电导体的等势面
处于静电平衡状态的导体，整个导体是等势体，它的表面是个等势面
静电平衡状态下导体的电场
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡 状态，所以它是一个等势体。 这是我们常常把大地选做零电势体的一个原因。
处于静电平衡状态的导体，其上的电荷如何分布？
导体上的电荷和电势分布
掌握静电平衡时导体的电荷分布 掌握静电平衡时导体上的电势分布
当导体的尖端聚集大量的电荷时，会发生什么现象呢?
尖端放电
理解并掌握尖端放电的产生原理 知道尖端放大
尖端周围电场强
空气电离
空气中残留带电粒子剧烈运动
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
尖端放电
尖端放电的应用——避雷针
带电雷雨云 接近
避雷针 静电感应
金属棒出现与云层相反电荷 尖端放电
根据电势差与电场强度的关系可知，若电场强度处处为0，则任意两点间 的电势差为0，也就是导体上各点的电势都相等。
所以，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态下导体的特点
①场强的特点 处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
静电平衡
导体中自由电荷在 电场力作用下将发 生定向移动。
导体两端出现感应电荷, 感应电荷在导体中中产 生反方向的附加场。
感应电荷的电场增到与外电场 相等时，导体内合场强为零。 自由电荷的定向移动停止。
静电平衡
静电平衡状态：
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附 加电场E′和原电场E在导体内叠加为零，即 E′=E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。
人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用(共19张PPT)
• 解析：
• B项：B接触A的内表面，A的部分正电荷到
四 B再通过导线到C，此时ABC构成等势体，
、 但是由于B在A内部，所以并不带电，此时
课 时
带正电荷的是A的外表面和C！再将B离开A， 只要不拿到A的外面，这个过程中电荷不会 移动，因为系统还是平衡的。
训 练
•
C项：球接地后，接地相 当于无穷远端，此时BC和
放电。而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气
电离而产生气体放电的现象。
3.尖端放电的应用——避雷针
二 、 导体尖端电荷密度大 静 电 尖端周围电场强 现 象 空气电离 的 应 尖端放电 用
（二）静电屏蔽
二 、
1.空腔导体的特点:
静 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，
电 空腔内不受外电场的影响。
第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
A
带电圆筒
复习：
• 电场强度、电场叠加原理 • 电势、电势差、等势面？ • 电势差跟电场强度之间的关系？
(一）静电平衡状态下导体的电场
一 、
1、静电感应:
(1)置于电场中的导体， 自由电荷受电场力作
静 用，将发生定向移动。
电 (2)静电感应：在导体两
平端，积聚等量异种电荷。 -
四 在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电
、 课
荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( )
D
时 A、当＋Q在球壳中央时，E＝0
训 B、不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 练 C、只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0
D、只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处， E一定为零
• 练习5：
如图所示，一带正电的绝缘金属球壳A，顶
高中物理选修3-1课件(人教版)：1.7+静电现象的应用(共75张PPT)
接近,由于该村尚未接通有线电视信号,空中的信号常常受到干扰, 在电视荧屏上出现网状条纹,影响正常收看。为了使电视机不受干扰, 可采取的办法是( )。
A.将电视机用一金属笼子罩起来 B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地 C.将高频热合机用一金属笼子罩起来 D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地
虽然也受到静电力作用,却不会定向移动。
(2)当导体 ABCD 的两面分别聚集正负电荷时,在导体内部就会 产生与 E0 方向相反的电场 E',如图乙中的虚线所示,这两个电场叠加,
使导体内部电场强度减弱。
(3)由于只要导体内部的电场强度不为零,自由电子就会继续定
向移动,导体 ABCD 两面的正负电荷就会继续增加,使电场 E'增强,直
• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/26
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 • 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 • 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 • 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
A.将电视机用一金属笼子罩起来 B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地 C.将高频热合机用一金属笼子罩起来 D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地
虽然也受到静电力作用,却不会定向移动。
(2)当导体 ABCD 的两面分别聚集正负电荷时,在导体内部就会 产生与 E0 方向相反的电场 E',如图乙中的虚线所示,这两个电场叠加,
使导体内部电场强度减弱。
(3)由于只要导体内部的电场强度不为零,自由电子就会继续定
向移动,导体 ABCD 两面的正负电荷就会继续增加,使电场 E'增强,直
• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/26
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 • 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 • 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 • 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
人教版高中物理选修3-1 第1章-第7节-静电现象的应用(课件)(共23张PPT)
外的 M 、 N 两点分别放置一个电荷量为+Q 的点电 荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一 水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感 应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验 电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网 罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于 静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验 电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网 罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于 静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节
人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用课件(共29张PPT)
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2、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
E
+ ++ +
-
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++++ - - --
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思考：电荷在导体外表面的分布情况？
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例1：如图所示，带正电小球 A 靠近不带电的金属导体 B ， 由于静电感应导体 B 的左端出现负电荷，右端出现正电荷，
下列说法，正确的是( D )
A、用手摸一下 B 的左端，B 将带正电 B、用手摸一下 B 的右端，B 将带正电 C、用手摸一下 B 的中部，B 将不带电 D、用手摸一下 B 的任何部分，B 都将带负电
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2、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
E
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思考：电荷在导体外表面的分布情况？
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例1：如图所示，带正电小球 A 靠近不带电的金属导体 B ， 由于静电感应导体 B 的左端出现负电荷，右端出现正电荷，
下列说法，正确的是( D )
A、用手摸一下 B 的左端，B 将带正电 B、用手摸一下 B 的右端，B 将带正电 C、用手摸一下 B 的中部，B 将不带电 D、用手摸一下 B 的任何部分，B 都将带负电
【人教版】高中物理选修3-1：1.7《静电现象的应用》ppt课件
▪ 【答案】 D
▪ 【方法总结】
▪ (1)研究静电屏蔽问题时，应首先判断金 属壳是否接地．
▪ (2)若金属壳不接地，金属壳内部空间不 受壳外部电场的影响．
▪ (3)若金属壳接地，壳内部电场对壳外空 间没有影响．
▪
变式训练 3-1 (2014·保定一模)“从
生活走向物理，从物理走向社会”是现
代物理教与学的宗旨，下列有关物理与
题型 1
静电平衡的理解和辨析
▪
如图所示，在孤立点电荷＋Q的
电场中，金属圆盘A处于静电平衡状
态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面
内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形
成的附加电场的三条电场线(用实线表示，
要求严格作图)．
▪ 【解析】 导体A处于静电平衡状态，因 此内部每点的合场强都为零，即导体A内 的每一点，感应电荷产生的电场强度都与 点电荷＋Q在该点的电场强度大小相等、 方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷 ＋Q的电场线重合，且方向相反(注意： 图中的虚线是为了确定A内的实线而画出 的，并不表示A外部的电场线)．
▪
变式训练 4-1 在两块带等量异性电
荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属
板放置一个原来不带电的金属棒AB，如
图所示．当达到静电平衡后，以下说法
中正确的是( )
▪ A．金属棒上A端电势高于B端电势
▪ B．金属棒上A、B两端电势相等
▪ C．由于静电感应，金属棒的A端带正电 荷
▪ D．由于静电感应，金属棒的A端带负电 荷
▪ 【答案】 如图所示．
▪ 【方法总结】
▪ (1)明确研究对象是否达到静电平衡状 态．
▪ (2)判断导体两端的电荷分布及所产生的 电场方向，可由静电感应现象判知同种电 荷被尽可能排斥到远处，异种电荷被尽可 能吸引到近处．
▪ 【方法总结】
▪ (1)研究静电屏蔽问题时，应首先判断金 属壳是否接地．
▪ (2)若金属壳不接地，金属壳内部空间不 受壳外部电场的影响．
▪ (3)若金属壳接地，壳内部电场对壳外空 间没有影响．
▪
变式训练 3-1 (2014·保定一模)“从
生活走向物理，从物理走向社会”是现
代物理教与学的宗旨，下列有关物理与
题型 1
静电平衡的理解和辨析
▪
如图所示，在孤立点电荷＋Q的
电场中，金属圆盘A处于静电平衡状
态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面
内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形
成的附加电场的三条电场线(用实线表示，
要求严格作图)．
▪ 【解析】 导体A处于静电平衡状态，因 此内部每点的合场强都为零，即导体A内 的每一点，感应电荷产生的电场强度都与 点电荷＋Q在该点的电场强度大小相等、 方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷 ＋Q的电场线重合，且方向相反(注意： 图中的虚线是为了确定A内的实线而画出 的，并不表示A外部的电场线)．
▪
变式训练 4-1 在两块带等量异性电
荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属
板放置一个原来不带电的金属棒AB，如
图所示．当达到静电平衡后，以下说法
中正确的是( )
▪ A．金属棒上A端电势高于B端电势
▪ B．金属棒上A、B两端电势相等
▪ C．由于静电感应，金属棒的A端带正电 荷
▪ D．由于静电感应，金属棒的A端带负电 荷
▪ 【答案】 如图所示．
▪ 【方法总结】
▪ (1)明确研究对象是否达到静电平衡状 态．
▪ (2)判断导体两端的电荷分布及所产生的 电场方向，可由静电感应现象判知同种电 荷被尽可能排斥到远处，异种电荷被尽可 能吸引到近处．
人教版物理选修3-1-1.7-静电现象的应用 优秀课件
-
-
E'
-
1.导体中自由电荷在 电场力作用下将发生 定向移动.
2.导体两端出现感应电荷, 感应电荷在导体中中产 生反方向的附加场.
问题2：导体中自由电荷的定向移动何时才能停止？
-
-
-
-
E0
- E'
-
-
-
- E=0 E0 -
3.感应电荷的电场增到与 外电场相等时，导体内合 场强为零。自由电荷的定 向移动停止 .
`
带电鸟笼里的鸟为什么安然无恙？
一金属导体的特征
1导体特征：内部有大量可以自由移动的电荷。
自由电荷（最外层 电子）做无规则热运动 2金属导体：
正离子在平衡位置
附近做热振动
--
--
二静电感应
问题1：导体在电场中会怎样呢？
电 场 中 的 导 体
-
静的到重---电 自 外 新- -感 由 电 分--E0应 电 场 布： 荷 的 的导 由 作 现体 于 用 象---EE'' 中受而。-- -
接地的封闭导体壳，屏蔽了 壳内、外的电场的影响
Q'
互壳 不内 影外 响场
静电全屏蔽
综合应用，锁定重难点：
在孤立点电荷+Q的电场中，金属园盘 处于静电平衡状态：
1.盘内M点与O点场强关系？ （EM=EO=0） 2.盘上感应电荷在O点处场强大小和方向？
（E感=E外=KQ/L2，水平向右）
M
O E感
+Q
E外
L
3.若园盘平面与点电荷在同一平面内，试在园 盘内作出由盘上感应电荷产生的附加电场的两 条电场线（严格作图）
+ -
人教版高中物理选修(3-1)第1章 7《静电现象的应用》ppt课件
二、静电屏蔽 1．实质 静电屏蔽实质是利用了静电感应现象，使金 属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和 为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面， 即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并 存，矢量和为零而已。
2．静电屏蔽的两种情况 (1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开， 但如果把验电器置于金属网罩内，再靠近带 电体，箔片不再张开，说明网罩内不受外电 场的影响。
3．应用和防止 避雷针 (1)应用：__________ 是利用尖端放电避免雷 击的一种设施。 表面尽量光滑 (2)防止：高压设备中导体的________________ 会减少电能的损失。
•静电屏蔽 1.定义 没有 ________电 当金属外壳达到静电平衡时，内部 内部 内部 场，因而金属的外壳会对其 _________ 起保护 外部电场 作用，使它_________不受__________影响的现 象。 金属壳 2．应用 两条导线 电学仪器外面有__________，野外高压线上方 还有__________与大地相连，都是利用静电屏 蔽现象消除外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有 影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷 ＋q。由于静电感应，导体壳内外表面感应出 等量的异种电荷。其电场线如图(甲)所示， 当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳外 空间就没有影响了，如图(乙)所示。
[特别提醒](1)接地的空腔导体，腔外电场对 腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间 也不产生影响，即内外互不影响。 (2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不 产生影响，腔内电场对腔外空间产生影响。
导体内部场强处处为零 静电平衡状 导体表面场强垂直表面 2. ： 态的特点 导体为等势体，表面为等势面 孤立带电体净电荷只分布在外表面上
高中物理 1.7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电 场叠加，使导体内部各点的合电场_等__于__0__，导体内的自由电子 不再_发__生__定__向__移__动__的状态。
3. 静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强_处__处__为__零___。 (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场 强方向必跟该点的表面_垂__直_。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等__势__体__，导体的表面 为等__势__面__。
电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原电场强度逐渐 减弱，直至导体内部各点的合电场强度等于零为止，此时导体 内的自由电子不再发生定向移动，处于一个平衡状态，我们就 说导体达到了静电平衡状态。
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平 衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。
[完美答案] A
感应电荷场强的求解思路 (1)先求解外电场在该处场强的大小和方向。 (2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理，求 解感应电荷在该处的场强，此场强与外电场的场强大小相等，方 向相反。
下列说法正确的是( ) A. 处于静电平衡的导体，由于导体内的电场强度为零，所 以导体内的电势也为零 B. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场的出现， 导体内的原电场变为零 C. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场和原电 场相互抵消，导体内的电场变为零，但导体表面的电场不为零， 且与表面垂直
3. 条件 内部电场处处为零，即E内＝0。
由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应 电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′，在导体内任一 点E′＝－E0，使得合电场强度E内＝0。
3. 静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强_处__处__为__零___。 (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场 强方向必跟该点的表面_垂__直_。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等__势__体__，导体的表面 为等__势__面__。
电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原电场强度逐渐 减弱，直至导体内部各点的合电场强度等于零为止，此时导体 内的自由电子不再发生定向移动，处于一个平衡状态，我们就 说导体达到了静电平衡状态。
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平 衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。
[完美答案] A
感应电荷场强的求解思路 (1)先求解外电场在该处场强的大小和方向。 (2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理，求 解感应电荷在该处的场强，此场强与外电场的场强大小相等，方 向相反。
下列说法正确的是( ) A. 处于静电平衡的导体，由于导体内的电场强度为零，所 以导体内的电势也为零 B. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场的出现， 导体内的原电场变为零 C. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场和原电 场相互抵消，导体内的电场变为零，但导体表面的电场不为零， 且与表面垂直
3. 条件 内部电场处处为零，即E内＝0。
由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应 电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′，在导体内任一 点E′＝－E0，使得合电场强度E内＝0。
人教版选修3-1静电现象的应用(45张)-PPT优秀课件
人教版选修3-1 1.7 静电现象的应用 (共45张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
• 解析：选C 球壳B带正电荷后， 附近的大地因静电感应将带负电荷， 由于导体球A与大地相连，相当于 近端，因此，A上也会感应出一定 量的负电荷。
人教版选修3-1 1.7 静电现象的应用 (共45张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
围的区域，使这个区域不受外电场的 影响，这种现象叫做静电屏蔽。
思考课本（27页） 图1.7-6
• 两种典型的静电屏蔽现象 • (1) 外屏蔽：如图所示，若空腔导体内有带
电体，在静电平衡时，它的内表面将产生 等量异号的感应电荷。如果外壳不接地， 则外表面会产生与内部带电体等量而同号 的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外 界产生影响，这时空腔导体只能对外电场 屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影 响，所以叫外屏蔽。
• 第五是晾晒衣服被褥等用的铁丝不 要拉到窗户、门口，以防铁丝引雷。
• 第六是关好门窗，防止雷电直击室 内和球形雷飘进室内
四.静电平衡的应用：静电屏蔽
1．静电屏蔽 （1）空腔导体的特点 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。
小鸟屏蔽
• （2）静电屏蔽 • 导体壳（金属网罩）能保护它所包
A．Ea最大 B．Eb最大
C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec
一·静电平衡状态下导体的三个特点
u导体内部场强处处为零 u导体外部表面附近场强 方向与该点的表面垂直
u导体是等势E 体,表面为等
势面
++++ ++++
- - - - - - --
• ．如图所示，在原来不带电的金属细 杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达 到静电平衡后(B )
人教版高中物理选修3-1：1.7 静电现象的应用 课件
（4） 净电荷只能分布在外表面上，且在导体 表面，越尖锐的位置，电荷密度越大， 凹陷的位置几乎没有电荷。
1：带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体 棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大 小为多大？ 4k 2 +Q -Q O E r 2 r · ( ) E E 2 Q E E1 E2 8k 2 r
净电荷 是指导体内正、负电荷中和后所剩下 的多余电荷.这里说的净电荷可以是静电感 应所产生的感应电荷,也可以是一个孤立的 带电体所带的电荷。
1．关于静电平衡，下列说法中正确的是 A．当导体达到静电平衡时，导体上任意 两点间的电势一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附 近的电场方向一定与导体的表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的 外表面 ABD
B
A.QA=10-8C, QB=10-8C B.QA=2×10-8C, QB=0 QB=2×10-8C D.QA=4×10-8C, QB=-2×10-8C C.QA=0,
（2）一般取无穷远处或大地的电势为 零。
3.
在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态。若金属圆盘平面与点电 荷在同一平面内，在圆盘A内 a、b、c三点标出由 盘上感应电荷形成的 附加电场的三条电场 线(用实线表示，要求严格作图)。 ＋Q
a
·
A
c · · · · b
4.一个带绝缘座的空心金属球A带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有 2×10-8C的负电荷,使B球和A球的内壁接触,如图所示,则A、B各带电荷量为（ ）
方向水平向左
2.如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个 小孔，若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球 壳外表面带______电，内表面带______电；若用手接触一 下球壳后球壳内表面带______电，外表面______；
1：带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体 棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大 小为多大？ 4k 2 +Q -Q O E r 2 r · ( ) E E 2 Q E E1 E2 8k 2 r
净电荷 是指导体内正、负电荷中和后所剩下 的多余电荷.这里说的净电荷可以是静电感 应所产生的感应电荷,也可以是一个孤立的 带电体所带的电荷。
1．关于静电平衡，下列说法中正确的是 A．当导体达到静电平衡时，导体上任意 两点间的电势一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附 近的电场方向一定与导体的表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的 外表面 ABD
B
A.QA=10-8C, QB=10-8C B.QA=2×10-8C, QB=0 QB=2×10-8C D.QA=4×10-8C, QB=-2×10-8C C.QA=0,
（2）一般取无穷远处或大地的电势为 零。
3.
在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态。若金属圆盘平面与点电 荷在同一平面内，在圆盘A内 a、b、c三点标出由 盘上感应电荷形成的 附加电场的三条电场 线(用实线表示，要求严格作图)。 ＋Q
a
·
A
c · · · · b
4.一个带绝缘座的空心金属球A带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有 2×10-8C的负电荷,使B球和A球的内壁接触,如图所示,则A、B各带电荷量为（ ）
方向水平向左
2.如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个 小孔，若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球 壳外表面带______电，内表面带______电；若用手接触一 下球壳后球壳内表面带______电，外表面______；
人教版高中物理选修3-1第1章第7节 静电现象的应用 (共19张PPT)
二、静电平衡状态下导体上电荷分布的特点
1.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面。 2.在导体的外表面，越尖锐的位置电荷的面密度（单位面积的电荷量）越 大，凹陷的位置几乎没有电荷。
三、静电现象的应用
尖端放电的应用 静电屏蔽的应用
场 EE 0E0, 导静体内电的平自衡由电状子态不发生再定向移动。
E 0
静电现象的应用
处于静电平衡的导体有什么特征？
1：处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零。
2：处于静电平衡状态的导体，整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。
3：处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一 点的场强方向必定与这点的表面垂直。
E
如果 EE0 , 导体内部的电场 EE 0E0, 自由电 子就会继续定向移动，导体两面的断增强, 直到导体内部的电 场 EE 0E0, 导体内的自由电子不再定向移动。
EE0 E
感这应时电我荷们产说生的，电导场体达就到会了不断增强, 直到导体内部的电
静电现象的应用
处于静电平衡的导体上的电荷分布特点
1. 导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面。 演示实验：法拉第圆筒实验（注意观察实验现象）
2.在导体的外表面，越尖锐的位置电荷的面密度（单位面积 的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
演示实验：导体外表面电荷的分布（注意观察实验现象）
静电现象的应用
在导体的两个侧面上将出现等量的正、负电荷（感应电 荷）。这就是电磁感应现象。
导体两个面上的感应电荷在导体内部产生的电场 E与原 电场 E0方向相反，这两个电场叠加，使导体内部的电场减弱。
E
如果 EE0 , 导体内部的电场 EE 0E0, 自由电 子就会继续定向移动，导体两面的正、负电荷就会继续增加
1.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面。 2.在导体的外表面，越尖锐的位置电荷的面密度（单位面积的电荷量）越 大，凹陷的位置几乎没有电荷。
三、静电现象的应用
尖端放电的应用 静电屏蔽的应用
场 EE 0E0, 导静体内电的平自衡由电状子态不发生再定向移动。
E 0
静电现象的应用
处于静电平衡的导体有什么特征？
1：处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零。
2：处于静电平衡状态的导体，整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。
3：处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一 点的场强方向必定与这点的表面垂直。
E
如果 EE0 , 导体内部的电场 EE 0E0, 自由电 子就会继续定向移动，导体两面的断增强, 直到导体内部的电 场 EE 0E0, 导体内的自由电子不再定向移动。
EE0 E
感这应时电我荷们产说生的，电导场体达就到会了不断增强, 直到导体内部的电
静电现象的应用
处于静电平衡的导体上的电荷分布特点
1. 导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面。 演示实验：法拉第圆筒实验（注意观察实验现象）
2.在导体的外表面，越尖锐的位置电荷的面密度（单位面积 的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
演示实验：导体外表面电荷的分布（注意观察实验现象）
静电现象的应用
在导体的两个侧面上将出现等量的正、负电荷（感应电 荷）。这就是电磁感应现象。
导体两个面上的感应电荷在导体内部产生的电场 E与原 电场 E0方向相反，这两个电场叠加，使导体内部的电场减弱。
E
如果 EE0 , 导体内部的电场 EE 0E0, 自由电 子就会继续定向移动，导体两面的正、负电荷就会继续增加
人教版选修3—1 物理：1.7 静电现象的应用 课件(共34张PPT)
空腔导体接
地时，在空腔导 体的静电荷形成 的电场。
静电荷处于
空腔导体中形成 的电场。
生活中静电屏蔽的应用：
高压作业的工人工
作服可以保护工人不受 外部高电压的影响。
常用的包装带表
面有一层金属箔膜也 是用来保护产品。*静电屏蔽的应用Fra bibliotek典例分析
一､静电感应､静电平衡状态
例1:如下图所示,带正电小球A靠近不带电的金属导体B,由于 静电感应导体B的左端出现负电荷,右端出现正电荷,下列说 法,正确的是( )
-
-
-
-
E0
- E'
-
-
3、感应电荷的电场增到 与外电场相等时，导体内 合场强为零。自由电荷不 再发生定向移动 .
- E=0 E0 -
4、静电平衡：导体 中无电荷定向移动 的状态,就叫静电平 衡状态.
静电平衡状态
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附 加电场E`和原电场E在导体内的合场强为零，即 E`=E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。
(3)导体表面上任一点的电场线跟该点的表面垂直 (4)静电平衡时,导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体 的外表面,在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大, 凹陷的位置几乎没有电荷 二､尖端放电 1.导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留 的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动,把空气中的 气体“撞”散,也就是使分子中的正负电荷分离,这个现象 叫做空气的电离
课堂互动探究
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应
把一个不带电的金属 A 导体ABCD放到场强为E0 的匀强电场中，导体内的
电子受到库伦力的作用，
人教版选修3-1物理1.7《静电现象的应用》课件
导体中没有电荷定向移动的状态， 叫做静电平衡状态。
（2）静电平衡状态导体的特点
①处于静电平衡状态的导体，内部 场强处处为零。
讨论：导体处于静电平衡状态
时，其表面场强能否如图所示？ E
+ + + + + + + +
-
-
-
-
-
-
结论：导体处于静电平衡状态
时，其表面任一点的场强方向跟该 点的表面垂直。 E
+ + + + + + + + -
②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附 近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
因为U=Ed =0
所以φA= φB
③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。
课堂练习
处于静电平衡的导体内部电场处处为零，这是因为： A：导体内部无电场 B：外电场不能进入导体内部 C：所有感应电荷在导体内部产生的合电场为零 D：外电场和所有感应电荷的电场在导体的内部叠加 的合电场为零
3、自由电子会在什么地方聚积？ 4、电子的聚积会出现怎样的结果？ 5、最终会出现怎样的现象？
动画模拟
一、静电平衡状态下导体的电场
1．静电平衡状态
E0
导体内电场强度
E0
＇ E
+ + + + + + + +
外电场强度 感应电荷电场强度
E0
＇ E E0 E 0
（1）静电平衡状态
1、什么是静电感应现象？ 静电感应的实质是什么？ 电子的转移
A
B
C
（2）静电平衡状态导体的特点
①处于静电平衡状态的导体，内部 场强处处为零。
讨论：导体处于静电平衡状态
时，其表面场强能否如图所示？ E
+ + + + + + + +
-
-
-
-
-
-
结论：导体处于静电平衡状态
时，其表面任一点的场强方向跟该 点的表面垂直。 E
+ + + + + + + + -
②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附 近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
因为U=Ed =0
所以φA= φB
③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。
课堂练习
处于静电平衡的导体内部电场处处为零，这是因为： A：导体内部无电场 B：外电场不能进入导体内部 C：所有感应电荷在导体内部产生的合电场为零 D：外电场和所有感应电荷的电场在导体的内部叠加 的合电场为零
3、自由电子会在什么地方聚积？ 4、电子的聚积会出现怎样的结果？ 5、最终会出现怎样的现象？
动画模拟
一、静电平衡状态下导体的电场
1．静电平衡状态
E0
导体内电场强度
E0
＇ E
+ + + + + + + +
外电场强度 感应电荷电场强度
E0
＇ E E0 E 0
（1）静电平衡状态
1、什么是静电感应现象？ 静电感应的实质是什么？ 电子的转移
A
B
C
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电场如 何分布?
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
说明：金属网罩等只能屏蔽外来电场， 不能挡住内部电荷向外激发的电场。
+
接地封闭导体壳内对壳外空间没有影响
导体壳没有接地时，导体壳内外表面感应出现等量异种电 荷如图甲；导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中 和，内部的负电荷不受影响，则导体外部空间不受内部电场影 响，如图乙。
如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小
导体外部表面附近场强方向与
该点的表面垂直
若不垂直 会出现何
现象?
为什么 会如此?
静电平衡的特点（小结）
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处 处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体， 它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
5、对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本 质是：导体表面所带全部电荷在内部任一处产生 的电场强度的矢量和为零。
-
-
-
E’
E
-
感应电荷在导体内部产生电场E’，与原电场叠 加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继 续做定向移动。
-
-
-
E’=E
E
-
当内部合场强为零时，即E’=E时，电荷不再发 生定向移动。
E内=0
E
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态
若不为零
会出现何
现象?
导体内部场强处处为零
导体是等势体,表面为等势面
中点O处产生的场强有多大？方向如何？
+q
O
答：
R
L
达到静电平衡后导体内部处处场强为零
则
E感＝E源＝k
q (R+L/2)2
E感方向与E源方向相反，即指向点电 荷+q.
本节主要学了以下几个问题： 1．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
B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近 的电场方向一定与导体的表面垂直
C．绝缘体也有静电平衡状态
D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外 表面
2．在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电
• 第四是不要进水中，因水体导电好， 易遭雷击．
• 总之，应当到较低处，双脚合拢地站 立或蹲下，以减少遭遇雷的机会．
四、静电屏蔽
1．静电屏蔽 （1）空腔导体的特点 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。
（2）静电屏蔽 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， 这种现象叫做静电屏蔽。
尖端放电 导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动
空气电离 正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷 尖端放电
应用: 避雷针
闪电防护
• 雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当 遵从四条原则．
• 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出 尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还 是一件非常痛苦的事情．
均匀球形导体
导体上电荷的分布小结
1、导体内没有电荷,电荷只分布在导 体的表面。
2、在导体表面，越尖锐的位置， 电荷的密度越大。
三、尖端放电
1．空气的电离 强电场使空气分子中正负电荷分离的 现象叫做空气的电离。 2．尖端放电 在强电场作用下，物体尖端部分发生 的一种放电现象称为尖端放电。
在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、 细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密， 电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放 电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的 一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现 象
2．导体上电荷的分布 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 3．尖端放电 了解了尖端放电现象及其应用。 4．静电屏蔽 了解了静电屏蔽现象及其应用。
1．关于静电平衡，下列说法中正确的是 ( )
ABD
A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两 点间的电势一定相等
思考：
1.金属导体的微观结构如何？
2. 将金属导体放入电场中,自 由电子怎样移动？
3.自由电子会在什么地方积 聚？ 4.电子的积聚会出现怎样的 结果？
一、静电平衡状态下导体的电场
--
-
-
-
E
置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用， 将发生定向移动。Leabharlann ---E
-
在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应 现象。
• 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防 止因“跨步电压”造成伤害．所谓跨步电 压是雷击点附近，两点间很大的电位差， 如若人的两脚分得很开，分别接触相距远 的两点，则两脚间便形成较大的电位差， 有强电流通过人体使人受伤害．
闪电防护
• 第三是不可到孤立大树下和无避雷装 置的高大建筑体附近，不可手持金属 体高举头顶．
球P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（
）
A、B端的感应电荷越来越多
B、导体内部场强越来越大
C、导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产
生的的场强
D、导体的感应电荷在M、N两点产生的的场强相等
P BA NM
• 长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q
的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图
所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内
地球是一个极大的导体，可以认 为处于静电平衡状态，所以它是 一个等势体。这是我们可以选大 地做零电势体的一个原因。
二、导体上电荷的分布
研究静电平衡时导体内部的电荷 ——法拉第圆筒 实验
现象: •甲:A的箔片张角逐渐增大 •乙:A的箔片始终没有张开
结论: •导体内部没有电荷,电荷分布在导体 的外表面 •导体表面越尖锐的位置电荷越密集, 凹陷的位置几乎没有电荷
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 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。