1.7静电现象的应用

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1.7静电现象的应用

导体上电荷的分布
特征四：处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。特征五：处于静电平衡状态的导体，在导体的外表面尖端（半径小或曲率大）电荷分布密度大（即单位面积电荷量多），故尖端电场强度大，而凹陷的位置几乎没有电荷。
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的运动，把空气中的气体分子撞散，使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。
2、那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
3、应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
避雷针
高压设备
1、避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。 2、现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，是一种微弱的尖端放电。
导体内部没有电荷；导体的表面有感应电荷，但不发生定向移动；
导体的静电感应
1、静电感应：把金属导体放在外电场中，由于导体内自由电子受电场力作用而定向运动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷的现象。
2、感应电荷：静电感应现象中，导体的不同部分出现的净电荷。导体内部感应电荷产生了与外电场相反的电场
思考:把导体放在电场中,正，负电荷的分布会不会发生变化?
F
？
F
+ + + + + + + + +
E
+ + + + + +
一、导体中没有电荷定向移动的状态,叫做静电平衡

1.7静电现象的应用

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验证三：带电体尖端电荷密
尖端金属体
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二、静电现象的应用
1.尖端放电
尖端电荷密，电场强度大使残留带电粒子剧烈运动
粒子撞击使空气分子电离正电荷奔向尖端与其中和相当于尖端把负电荷释放到空气中
尖端放电的应用
燃气灶和燃气热水器的电子点火装置
针尖形状
2、导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生与原电场反向的感应电场.
-
E'
E0
- E=0 -
E 0
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 .
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，当感应电荷产生的电场 E`和原电场E在导体内叠加为零，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。
• 静电平衡时，导体内部都不
会有电场。
壳外有电场，由于壳内电
场强度保持为零，外电场
对壳内的仪器也不会产生影响。金属壳的这种作用
叫做静电屏蔽．
静电屏蔽的应用
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 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，电荷只分布在导体的外表面
汽车发动机的火花塞
应用：避雷针
高中物理 | 静电现象的应用
I
避雷针的原理
I
三、处于静电平衡状态导体的特点
（2）导体内部的场强处处为零
静电平衡的应用：静电屏蔽

静电现象

4、静电平衡：导静电平衡：体中无电荷定向移动的状态, 移动的状态,就叫静电平衡状态. 静电平衡状态.
静电平衡
发生静电感应的导体，发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电 E`和原电场在导体内叠加为零，和原电场E 场E`和原电场E在导体内叠加为零，自由电子表面的和内部的）都停止定向移动，（表面的和内部的）都停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。体所处的状态叫静电平衡状态。
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。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）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，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。
－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋－－＋－E合=0 ＋－＋－＋－＋
E
E`
E
一、静电平衡的特点
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场处于静电平衡状态下的导体，强处处为零。强处处为零。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个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。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垂直。表面垂直。
-
E0 -E' - E' - E' -
-
1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动. 生定向移动.
2、导体两端出现感应电荷, 电荷,感应电荷在导体中产生与原电场反向的感应电场. 应电场.
-
E0
E'

1.7静电现象的应用

第7节静电现象的应用
思考：
物体如果带电，电荷在物体上怎么分布呢？
绝缘体：电荷不能自由移动，电荷只分布在得失电子的部位。导体：电荷可以自由移动，同种电荷相互排斥，电荷只分布在外表面。
一、导体上的电荷分布
1、导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
均匀球形导体
2、导体表面越尖锐的位置电荷密度越大。
思考：
导体的电荷分布：只分布在外表面。 E
+ + + +
1
-
E
+ + + +
1
-
四、静电屏蔽
金属导体壳内的场强处处为0。
注意：
静电屏蔽并非电场穿不过导体，而是在导体壳内，两种电场叠加后为0。实现静电屏蔽不一定需要密封的容器，金属网也能实现相同的效果。
四、静电屏蔽
两种类型： 1、导体外的电场对导体内部无影响 2、接地导体内的电场对导体外部无影响
三、静电平衡的特征
1、处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为0 思考：
感应电荷不仅会改变导体内部的电场，对外部电场有什么影响呢？
被感应的导体外部电场特征 E1
+ + +
+
静电平衡时，导体外表面附近的场强与导体表面垂直
三、静电平衡的特征
1、内部场强处处为0 2、外部表面附近任一点的场强与导体表面垂直 3、整个导体是个等势体，导体表面是个等势面
回忆：
#43; -
B
+ + +
思考：
如果被感应的导体形状不规则，有一端特别尖会怎样？
+ + A ++

1.7 静电现象的应用

1.7 静电现象的应用1．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零的原因是()A．导体内部无任何电场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场强为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强为零2．如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电量为+Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( )3．(多选)下列措施中，属于防止静电危害的是()A．油罐车后有一条拖在地上的铁链条B．小汽车上有一根露在车面上的小天线C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯上夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维4．某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，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，并将金属笼接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来5．下列与静电屏蔽无关的是()A．避雷针的顶端做的很尖细B．用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙C．超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成D．电视闭路线芯外常包有一层金属网6．如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是()A．E a＞E b＞E c，φa＞φb＞φc B．E a＝E b＞E c，φa＝φb＞φcC．E a＝E b＝E c，φa＝φb＝φc D．E a＞E c＞E b，φa＞φb＞φc7．（多选）如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()A．导体空腔内任意点的场强B．导体空腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量9．(多选)如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法中正确的是()A．B端的感应电荷越来越多B．导体内场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等10．(多选)一个不带电的空心金属球，在它的球内放一个正电荷如图所示，其电场分布正确的是()11. (多选)如图所示,水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带电的小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初速度v0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程中( )A.小球做匀速直线运动B.小球做先减速后加速运动C.小球的电势能保持不变D.电场力对小球所做的功为零9．(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触D．使验电器A靠近B12．(多选)如图所示，在两个带等量异种电荷的绝缘导体球之间，对称地放着两个相同的导体棒ab、cd，则下列叙述正确的是（）A．导体棒ab是电势一定高于导体棒cd的电势B．若用导线将a、d连接起来，有电流沿导线从a流向bC．若将右端带负电的导体球接地，则它的负电荷全部流入大地D. 若将右端带负电的导体球接地，则它的负电荷还将保留一部分。

1.7 静电现象的应用

2．静电平衡状态下导体的特点：
(1)处于静电平衡状态的导体，内部____________处处为零．
(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个________，它的表面是一个等势面．
(3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面________．
二、导体上电荷的分布
1．处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在________．
达标检测
A类
1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是( )
A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电D．a、b均带负电E．a、b均不带电
2．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则( )
2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)________，凹陷的位置________电荷．
三、尖端放电
1．电离：使空气分子中的________分离，这种现象叫做空气的电离．
2．尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的____________很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的____________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的电荷________，这相当于尖端________电荷，这种现象叫做尖端放电．
图2
答案如图所示.
解析圆盘A处于静电平衡状态，因此内部各点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点处，感应电荷产生的电场强度都与点电荷＋Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反．
例2如图3所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是( )

新人教版物理课件：1.7静电现象的应用

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
应用：避雷针
四、静电屏蔽现象
静电屏蔽实验
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
-
E’
+
E
思考（1）金属导体的微观结构如何？将金属导体放入电场中（2）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？（5）最终会出现怎样的现象？
-
E合=0
+
E
一、静电平衡的特点
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。
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、导体上的电荷分布：
法拉第圆筒实验
结论: 平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面.
思考：电荷导体外表面的分布又是怎样的呢？
均匀球形导体
三、尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。
1.7静电现象的应用
思考（1）金属导体的微观结构如何？将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？（3）自由电子会在什么地方积聚？
-
-
-
-
E
思考（1）金属导体的微观结构如何？将金属导体放入电场中（2）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？ E合= E -E’

人教版物理选修3-1 1.7 静电现象的应用

1.7 静电现象的应用一静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象如图甲所示，将一带电的金属导体放到场强为 E0的静电场中，导体内的自由电子在静电力的作用下逆着电场线定向移动，使导体一侧聚集负电荷，而导体另一侧却聚集等量的正电荷，这种现象就是静电感应现象。

2.静电平衡状态如图乙所示，金属导体中自由电子受到导体周围电场的静电力作用后向左移动，在右侧出现多余正电荷，导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场反向的电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原场强逐渐减弱，直到导体内部各点的合场强等于零为止，于是导体内的自由电子不再发生定向移动，我们就说导体达到了静电平衡状态，如图丙所示。

3.静电平衡状态的特点（1）处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。

导体内部每一点都有两个场强，叠加的结果使得该点合场强为零。

不能说导体内部没有电场。

电势具有相对性，取决于零电势点的选取，故导体的电势不一定为零。

（2）导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。

（3）处于静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，电荷在等势体内或等势体表面运动时，电场力不做功。

（4）对一孤立的带电导体，可视为导体处于自己所带电荷的电场中，达到静电平衡时，也有以上特点。

二静电平衡状态的导体上电荷的分布尖端放电1.带电导体导体内部没有电荷，静电荷只能分布在外表面上，电荷在导体的外表面上的分布往往是不均匀的，越尖的地方，电荷分布的密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷。

2.带电球壳所有电荷都分布在球外表面上，球壳内部没有静电荷；球壳内场强为零；如果在球壳内部放入电荷，则电场线在球壳上中断。

3.尖端放电（1）空气的电离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的运动，把空气中的气体分子撞“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。

（2）尖端放电中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。

1.7静电现象的应用.ppt

三、静电屏蔽及应用
1.把一个电学仪器放在_封__闭__的金属壳(网)里,即使壳 (网)外有电场,由于_壳__(_网__)_内__场__强__保持为零,外电场对壳(网)内的仪器也不会_产__生__影__响__的现象叫静电屏蔽。 2.静电屏蔽的应用:电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连。
A.E2<E1 C.E2=E1
B.E2>E1 D.无法确定
【解析】选C。处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零,选项C正确。
2.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态, 若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是
()
【解析】选A。感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′ 应与-Q在A点产生的场强等大反向,故A正确。
题中所求的即为E′,于是我们通过上述等式转化为求
E0。于是E′=E0= 左。
(R
kq l
)2
。E′和E0方向相反)2 2
向左
【核心归纳】 1.当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时,感应电荷的分布会迅速变化,很快达到新的平衡。 2.静电平衡时,感应电荷产生的电场与外电场在导体内部的合场强为零。
【思考辨析】 (1)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零。
() (2)处于静电平衡状态下的导体内部任意两点间的电势差为零,电势也为零。 ( ) (3)静电平衡时导体内的自由电子不再定向移动。
()
(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。 ( ) (5)用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则验电器箔片能张开。 ( ) (6)飞机轮上装有拖地线,油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。 ( )

选修3-1 1.7静电现象的应用

7、静电现象的应用
高压人体放电
静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应和平衡
把金属导体放在外电场E 把金属导体放在外电场E0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的现象叫静电感应。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。
A
D
E0
B
Hale Waihona Puke C静电平衡发生静电感应的导体，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， E`和原电场加电场E`和原电场E在导体内叠加为零，即E`=E 自由电子停止定向移动，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。
静电屏蔽的应用 3、三条输电线的上方还有两条导线，与大三条输电线的上方还有两条导线，地相连，形成一个稀疏的金属网，地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。线屏蔽起来，免遭雷击。
练习
当导体达到静电平衡状态时，当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是：征是：( C ) A.外电场消失。外电场E A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场为零。感应电荷产生的电场E B.感应电荷产生的电场E'为零。 C.导体内部合场强导体内部合场强E =0。 C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。 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。 D.导体表面和内部场强均为零。
－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋－－＋－E合=0 ＋－＋－＋－＋
E
E`
E
2、处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态导体的特点：
（1）导体内部的场强处处为零（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面整个导体是一个等势体，

1.7静电现象的应用

③此现象的本质是静电感应.网罩内小球所带电荷与网
罩内表面感应电荷在网罩外产生的电场相互叠加使网罩外场强处处为零.
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4.举例说明静电屏蔽有哪些实际应用？提示：（1）电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通
信电缆外面包一层铅皮，可防止外电场的干扰.
（2）电力工人高压带电作业时，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使工人安全作业.
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2.探究分析下列两个问题.
(1)如图所示使带正电的金属球靠近验电器,验
电器的箔片是否张开?此现象说明了什么?
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提示：①使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔片张开. ②此现象说明了验电器受到附近带电体的影响.
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的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B带
有2×10-4 C的正电荷，将B球放入A球壳内与内壁接触，静电平衡后，A、B球分别带的电荷量为：QA=____，QB=____.

1.7静电现象的应用

而使分子的正负电荷分离

的现象．
2．尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．

四、静电屏蔽 1．定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳壳内场强保持为零，外电场对壳内的外有电场，由于仪器也不会产生影响的现象． 2．实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用．

静电平衡状态：导体中（包括导体表面）没有自由电子定向移动的状态。
静电平衡的特点

1.内部场强处处为零，即E=0 2.整个导体是个等势体，它的表面是等势面 3.导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面 4.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
净电荷

外面知道金属导体中有大量的自由电子，它们带有负电荷，还有很多失去外层电子的正离子，它们带有正电荷，这些都可以叫做“净电荷”。
2.尖端放电/静电屏蔽

1.空气的电离电晕尖端放电的应用与防治应用：避雷针，电火花打点计时器防治：高压输电导线，高压设备的金属元件表面很光滑
避雷针的原理

3．应用 (1) 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施． (2)电学仪器和电子设备外面套有金属罩；通信电缆表面包一层铅皮；高压带电作业人员穿金属网衣；通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号较弱. Nhomakorabea
二、导体上电荷的分布特点 1．导体内部没有净电荷，净电荷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

高中物理选修三1.7静电现象的应用

A．将 C 的另一端与 B 的外壳接触，验电器的金属箔张开 B．将 C 的另一端与 B 的内表面接触，验电器的金属箔张开 C．将 C 的另一端与 B 的外壳接触，验电器的金属箔不张开 D．将 C 的另一端与 B 的内表面接触，验电器的金属箔不张开
【解析】假设 B 带正电，则正电荷应分布在 B 的外表面上，不管 C 接触 B 的外壳还是内表面，验电器的金属球、导电杆和金属箔通过导线 C 与 B 就构成一个整体，因静电平衡状态下电荷只分布在外表面上，且验电器在 B 的外部，也就成了这个整体的外表面的一部分，所以，无论 C 的另一端与 B 的什么地方接触，验电器一定带电，故 A、B 正确．
7．静电现象的应用
知识图解
核心素养物理观念：静电平衡、静电屏蔽、尖端放电概念．科学思维：(1)分析金属导体放在电场中达到静电平衡状态的过程． (2) 运用反证法理解 “ 处在静电平衡的导体内部场强处处为零”．科学态度与责任：(1)用静电平衡知识解释现象． (2)静电屏蔽、尖端放电在实际生活中的应用．
3．如图丙，金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电器靠近金属网罩，如图丁，把金属网罩接地．验电器的箔片是否张开？这些现象说明了什么？
提示：金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电器靠近金属网罩，验电器箔片张开．把金属网罩接地，则验电器箔片不张开．这些现象说明网罩不接地时内部带电体产生的电场能影响外界；金属网罩接地时，内部电场不影响外界．
(4)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，表面电场强度垂直于导体表面．因此，当在导体内部移动电荷时，就不受库仑力作用，没有库仑力做功，根据 W＝qU 得 U＝0，即导体内任意两点间的电势差为零，即等电势．所以电场中的导体是一等势体，导体的表面是一等势面．

1.7静电现象的应用

个带正电荷的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的电场强度E和电势的A关．系Ea是>E(b>EDc，) a b c B．Ea=Eb>Ec，a b c C．Ea=Eb=Ec，a b c D．Ea>Ec>Eb， a b c
3、在孤立点电荷+Q的电场中，金属圆盘处于静电平衡状态：
A
D
+ +
E感
E + 0
+
+
+
B
C
讨聚论对2金:自属由导电体子内E的会=电在场E什0有么怎地- 样方E的积感影聚响？？电荷的积
A
E感
D
+
+ + +
+
E +
0
+
+
B
C
讨论3:金属导体内的自由电子受电场力作用会不会一直做定向运动呢？
A
+++ + + + ++ + +
EE= =E0E0- -E感E感= 0
1、空气电离 2、尖端放电 3、应用四、静电屏蔽
1、静电屏蔽两种情况 2、应用
1、处于静电平衡状态的导体的场强的特征是：( C ) A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场E'为零。
C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。 D.导体表面和内部场强均为零。
2、如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一
3.整个导体是等势体，它的表面是个等势面。
二、导体上电荷的分布
如图所示，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属筒C，使B和C带电，A不带电。

1.7 静电现象的应用

2、静电感应：在导体两端，积聚等量异种电荷。（一直持续到E合=0）
- E感 -
-
+ + +
Байду номын сангаасE外
+ + +
E外

• 一、静电平衡状态下导体的电场一、 • 静电感应: 静 1、置于电场中的导体，电自由电荷受电场力作平用，将发生定向移动。衡
2、静电感应：在导体两端，积聚等量异种电荷。（一直持续到E合=0） 3、静电平衡：当内部合场强为零时，（E’=E）电荷不再发生定向移动。
• 一、静电平衡状态下导体的电场
3、导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直
导体表面是等势面→跟电场线垂直
-
E感
E合=E外+E感=0
+ + +
E外

一、静 • 地球是一个处于静电平衡状态的等势体: 电平衡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、 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，空电现腔内不受外电场的影响。象的应用 E导体=0
+
E空腔=0
放入电场E中带空腔导体
• 2、静电屏蔽
二、静电现象的应用
• 2、静电屏蔽 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。 3）静电屏蔽应用：
小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电势面密，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。

1.7静电现象的应用

练习
当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是：( C ) A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场E'为零。 C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。 D.导体表面和内部场强均为零。
：
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，
其外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 E
+ + + + + + + + -
3、处于静电平衡状态导体的特点：
（1）导体内部的场强处处为零
（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面
7、静电现象的应用
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导体放到场强为E0的中电场，由于导体内的自由电子受电场力作用而做定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 A D
E0
B
C
2.静电平衡
1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.
-
E0
-E' -E'
-
-
E'
（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，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷
思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？
均匀球形导体
尖端放电
尖端放电的原理是什么？
导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，空气中的带电微粒在电场力的作用下剧烈运动会把空气分子撞“散”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。

课时作业：1_7 静电现象的应用 (解析版)

1.7 静电现象的应用1．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了()A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电【答案】B【解析】医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确。

2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对[答案] B【解析】云层在靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层中的电荷电性相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免雷击，所以选项B正确。

3.（多选）如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针(其顶端是尖的)，在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起，下列说法中正确的是()A．风针尖端附近的等势面和电场线分布较密B．风针附近的空气在强电场下发生电离C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出【答案】ABC【解析】圆形金属板与风针分别接上正、负高压后，风针附近产生强电场，且风针尖端处电场最强，因此风针尖端附近的电场线分布较密，由于电场线密的地方等势面密，故风针尖端附近的等势面也密。

风针附近产生强电场使空气发生电离，空气中的阳离子会向风针的尖端运动与针尖负电荷中和，发生放电观象，而空气中的负离子因受排斥力而向相反方向运动。

由于反冲，风针就旋转起。

如果交换金属板与风针电荷电性，风针不可能放出正电荷，导体内只有自由运动的电子。

4．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是()A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不对【答案】D【解析】根据静电平衡状态导体的特点即可判断。