高中物理静电现象
高中物理 第一章 9 第7节 静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
[解析] A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带 正电，BC 相互吸引，所以 B 向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外 部电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，即 AB 之间无 相互的静电力，所以 A 位置不变． [答案] A
3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度__处__处__为__0____．
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的电场强 度方向必与这点的表面_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 面是个___等__势__面_____．
(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．
(2019·湖南衡阳高二期中)如图所示，将 悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(始终不与球接触)，现将一个 悬挂在绝缘细线上的带负电的小球 B 放在 C 附近，待稳定后， 以下说法正确的是( ) A．A 对 B 无静电力作用，B 对 A 无静电力作用 B．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 C．A 对 B 的静电力向左，B 对 A 的静电力向右 D．A 的位置不变，B 的位置也不变
②自由电子要向电场 E0 的反方向做定向移动，并在导体的一个 侧面聚集，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩” 的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电 荷，如图乙所示． ③等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强 度 E′，在导体内任一点的电场强度可表示为 E 内＝E0＋E′，因 附加电场 E′总与外电场 E0 方向相反，叠加的结果削弱了导体内 部的电场，随着导体两侧感应电荷的继续增加，附加电场 E′增 强，合电场强度 E 内将逐渐减小，当 E 内＝0 时，自由电子的定 向移动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态，如图丙所示．
高中物理第1章静电场的描述第1节静电现象粤教版必修第三册
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务，盗版书籍影响我们的学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有
一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个物体所
带的电荷量的数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能正
确的数据是
()
A．6.2×10－19 C
B．6.4×10－19 C
⇒
即带电荷量均 为q1＋2 q2
②
若带异 种电荷
⇒
金属球 相接触
⇒
先中和 再平分
⇒
即带电荷量均 为|q1－q2|
2
例2 (2023年江门培英中学期中)用金属箔做成一个不带电的细小圆 筒，放在干燥的绝缘桌面上．用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近圆筒，当 距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上，如图所示．下列说法正确的是( )
3．通过原子结构模型和电荷守恒的
4．知道电荷量和元电荷的概念
知识分析静电现象，理解带电本质
知识导图
课前 • 自主预习
元电荷
1．两种电荷． 自然界只存在两种电荷，即____正__电__荷____和___负__电__荷_____． 规定正 负电 电荷 荷： ：用 用丝 毛绸 皮摩 摩擦 擦过 过的 的玻 硬璃 橡棒 胶所 棒带 所的 带电 的荷 电荷. . 2．电荷间的作用． 同种电荷相互____排__斥____，异种电荷相互__吸__引____．
③科学探究：了解库仑扭秤实验．知道电场强度的叠加原理，会应 用该原理进行简单计算．
④科学态度与责任：理解电荷守恒定律，会运用电荷守恒定律解释 生活中的静电现象．掌握库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电 力常量，并会求点电荷间的作用力．知道两个相同的金属小球互相接触 后电荷分配规律．会推导点电荷的电场强度的计算式并能进行有关计 算．
高中物理选修3-1静电现象的应用知识点
高中物理静电现象的应用知识点一、静电感应现象1. 导体：容易导电的物体叫导体。
2. 导体中存在大量自由电荷。
常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。
3. 静电感应现象：放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。
这种现象叫静电感应现象。
4. 感应电荷：静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷。
二、静电平衡状态下导体的电场1. 静电场中导体内电场分布2. 静电平衡：电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。
3. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直三、导体上电荷分布1. 法拉弟圆桶实验2. 静电平衡时，超导体上电荷分布规律：导体内部无净电荷，电荷只分布在导体的外表面在超导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷位置几乎没有电荷。
四、静电屏蔽1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况：导体内腔不受外界影响;接地导体空腔外部不受内部电荷影响。
3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。
有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。
这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。
在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。
)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。
物理 高中 必修三 静电现象及其微观解释 课件
二、原子结构与电荷守恒
电荷性质： 同种相斥，异种相吸
摩擦起电： 电子转移
1、物体不显电性和显电性的原因 接触起电： 电子转移
2、感应起电体电荷作用下，导体上正负电荷发生分
离，使电荷从导体的一部分转移到另一部分。
3、电荷守恒定律： 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物
4、体元的电一荷部分质转子移电到量另或一电部子分电，量或的者绝从对一值个：物e=体1.转60移×到10另－一19C个； 物体。在所任有何带转电移粒过子程所中带，电电量荷都总是量元保电持荷不的变整数倍
三、静电的应用和防护
验电器 静电感应
三、静电的应用和防护
静电无处不在，而且其应用也渗透到自然界的各个方面
应用实例
由所有此物说体明都整是个分 子物、质原世子界组成都，是而 由原 原子子带又核电由与体带带组正负成电电，的的 静电电场子无组成处不
在
三、静电的应用和防护
这是一台普通 的静电复印机
应用实例
三、静电的应用和防护
将先复将印接材地料得用圆光鼓源镀投上影光到导薄材膜料表薄面膜上，，中 和光在照黑部暗分中，使留薄下膜带均正匀电带得上潜正像电荷
应用实例
将将带像负转电移 得到墨一粉页撒带 在正薄电膜纸上的， 潜表像面变，得并 加可热见固定
这是静电 复印机基 本原理图
三、静电的应用和防护
应用实例
这是工厂 避雷针的 示意图
金属感应带电
第1章 静电场
第1节 静电现象及其微观解释
一、静电的产生
1、物体带电的三种方式： 摩擦起电 接触起电 感应起电
2、静电感应：导体由于受附近带电体的影响而出现带电的现象叫 静电感应。利用静电感应使导体带电叫做感应起电。
高中物理静电现象
高中物理静电现象高中物理学习的一个重要内容就是静电现象。
静电是指物体之间由于电荷分布不均导致的电荷积累现象。
本文将从静电的起因、表现以及应用等方面进行论述。
一、静电的起因静电的起因是由于物体之间的电荷分布不均匀所致。
在物质之间，分子和原子都带有电荷。
当物体处于接触或摩擦状态下，分子和原子会发生电荷的转移，其中一个物体失去电荷，另一个物体获得电荷。
这种电荷的失去和获得导致物体上出现电荷的积累，形成静电现象。
二、静电的表现1. 静电的积累：当两个物体分离时，其中一个物体会带有正电荷，另一个带有负电荷。
这种电荷的积累是静电产生的基础。
2. 静电的放电：当积累的电荷达到一定程度时，物体将通过放电来恢复电荷平衡。
静电放电可以以明火放电和静电火花的形式存在。
明火放电是指电荷之间的能量释放成可见的明火；而静电火花则是电荷大到足以形成能见度很低的电弧，通常会伴随着可听见的噼啪声。
三、静电的应用1. 静电干扰：静电现象在工业生产中可能产生一些负面影响。
例如，在印刷业中，纸张和打印机滚筒之间的静电会导致纸张吸附在滚筒上，造成印刷品脏污或者卡纸现象。
为了减少这种干扰，可以采取吹风除静电、喷雾除静电等方法。
2. 静电喷涂：静电喷涂是一种常用的喷涂技术。
通过静电作用，涂料颗粒在喷涂过程中带电，能够更好地附着在物体表面。
静电喷涂不仅提高了喷涂效果，还节省了喷涂剂的使用量。
3. 静电除尘：在工业生产过程中，物体表面可能会吸附灰尘和污染物。
静电除尘技术利用电场的作用，将带有异性电荷的颗粒吸引到电极上，从而实现对物体表面的清洁。
4. 静电复印：静电复印机是利用静电原理制作的一种影像设备。
在复印过程中，通过静电感光器件将原稿上的图像转化为电荷图像，然后通过静电作用将电荷图像转移到感光鼓上，最后通过粉末吸附和固化形成复印品。
四、静电现象的注意事项1. 静电存在的不可忽略性：静电现象在我们的日常生活中随处可见，我们要对静电现象加以重视和注意。
人教版高中物理选修3-1 静电现象的应用 PPT课件
1、什么是静电感应现象？静电感应的实 质是什么？ 2、是什么力使导体中的正负电荷分开， 电荷重新分布后，导体会发生什么样的变 化呢？
把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 E0的电场中，结果如何呢？
1、金属导体的微观结构 如何？ 2、自由电子如何移动？ 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？
静电屏蔽
1.导体球a带电量qa为2×10-7c，球壳b带电量 qb为5×10-7c，将导体球a放入球壳b内与球 壳内壁相碰，再将导体球取出，则a、b所 0 ×10-7 。 带电量分别为qa= ____c ，qb= 7_____c
2.如图所示，长为 L的导体棒原来不带电，现将一 带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静 电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电 场如何？
学 习 归 纳
静电现象的应用 静电平衡状态下 1、静电平衡状态 导体的电场 电场中的导体，内部自由电子不再定 向移动 2、静电平衡状态的特征 ①内部的场强处处为零 ②整个导体是个等势体，它的表面是个 等势面
导体上电荷的 ①导体内部没有电荷，电荷只分布在导 体的外表面 分布
②在导体表面，越尖锐的地方，电荷密 度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷 的位置几乎没有电荷。 ①空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内 部 ②空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外 部--接地
1、静电平衡状态 电场中的导体，内部自由电子不再定向移动
静电感应瞬间达到静电平
②整个导体是个等势体，它的表面是个等 势面
地球是个大等势体，常被选为零势面
导体上的电荷怎样分布呢？
实验
二、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，越尖锐的地方，电荷密度 （单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位 置几乎没有电荷。
人教版高中物理选修1-1：生活中的静电现象
电荷在导体表面的分布是不均匀 的：突出的位置．电荷比较密 集．平坦的位置，电荷比较稀疏
导体尖锐部位的电荷特别密集．尖 端附近的电场就特别强．会放出电 荷，这种现象我们称之为尖端放电
尖 在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导 端 体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的 放 方向偏移。
问2：应如何做好建筑物内部的防雷工作？
答：要做好建筑物内部的防雷，就是要在电源、电话、电视、计算机 网络等的进线处，安装相应的避雷器，在雷电波侵入时，避雷器就会将雷 电流泄放到大地网络版上，避免室内的电器设备等被击坏或烧坏，甚至引 起火灾。
小结
§3、生活中的静电现象
一、认识放电现象
1、常见的放电现象：
第一章 电场 电流
3生活中的静电现象
一、放电现象
1.放电现象有哪些？ 2.什么是火花放电？什么是接地放电？
火花放电是指物体上 积累了电荷，且放电时 出现火花的放电现象；
接地放电是指为了防止 物体上过量积累电荷， 而用导体与大地连接， 把电荷接入大地进行时 时放电的现象；
二、雷电和避雷
云层之间或云层与地面之间发生强烈放电时，能 产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣。闪 电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重 损坏。
①静电除尘 ②静电喷漆 ③静电复印
静电除尘
静电喷涂
静电复印
防雷 知识 措施
“你们知道吗，男孩遭雷击概率超过女孩。”
女孩们一听全乐了，男孩子则不服气地问为什么这么说。
解释:人体都有静电场，静电场所产生的电压越高，越 容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存在不同，导致其静电 压存在一定差异，一般来说男孩静电压1000，高于女孩的 800，因此男孩遭雷击概率超过女孩。
高中物理 选修3-1 第一章 第5讲静电现象
第5讲静电现象【学习目标】1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征；2、了解静电屏蔽的意义和实际运用；知识点一：静电平衡状态及其特点1、静电平衡状态（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部（包括表面）的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态.（2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着）2、导体达到静电平衡的条件（1）导体内部的场强处处为零.导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ .（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零.如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直.(3)导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面.无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势.(4)净电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大.①导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面；②导体表面越尖锐的地方电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的地方几乎没有电荷.知识点二：尖端放电、静电屏蔽1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象．2．尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．尖端放电的应用与防止：(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失．3．静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫做静电屏蔽．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．静电屏蔽的实质：静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内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．静电屏蔽的两种情况因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将原理解释：(1)避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？答案(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”，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．中性的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．这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些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，这相当于导体从尖端失去电荷．(2)空心部分场强为零．静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为0，自由电子不发生定向移动．题1：判断(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零．(√)(2)静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态．(×)(3)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．(×)(4)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．(×)(5)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零．(√)题2（静电平衡）：长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于，方向为．答案4kq(2R＋l)2向左解析导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任意一点都受两个电场的影响，即外电场(＋q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E′)，达到静电平衡状态时E′＝－E0.题中所求的即为E′，E′＝－E0＝－kq(R＋l2)2＝－4kq(2R＋l)2，负号代表E′和E0方向相反，即方向向左．题3：(多选)如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是()A．感应电荷在A点的场强沿E1方向B．感应电荷在A点的场强沿E2方向C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向答案BC解析金属板内的电场强度处处为0，则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反向，即感应电荷在A点的场强沿E2方向，选项B正确；金属板表面的电场强度垂直表面向外，即为感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强，则感应电荷在B点的场强可能沿E3方向，选项C正确．题4（电荷分布）：如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是()A．只有球壳外表面带正电B．球壳的内表面带负电，外表面带正电C．球壳的内、外表面都带正电D．球壳的内表面带正电，外表面带负电答案A小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错．（正电荷相互弹开）题5：(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．用带绝缘外皮的导线把验电器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B答案BCD解析A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；B 项中可以使取电棒带电，从而使A带电；C项中用带绝缘外皮的导线实际上是将验电器A和C连成了一个导体，A因接触而带电；D项中是感应起电．所以B、C、D项正确．题6：如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B接触，达到静电平衡状态后，则()A．B的空腔内电场强度为零B．B不带电C．B的外表面带正电D．B的内表面带负电答案D解析因为金属壳的外表面接地，所以外表面无感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B 的内表面带负电，D对，B、C错；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，由电场叠加知，电场线的方向由A指向B，所以空腔内电场强度不为零，A错．题7：如图7所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为()A．E a>E b>E c>E d B．E a>E c＝E d>E bC．E a>E c>E d>E b D．E a<E b<E c＝E d答案C解析当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零．画出电场线的大致分布如图所示．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b，C正确.课堂演练题1．(静电屏蔽)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险答案B解析电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误．塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确．小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误．打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误．题2．(静电平衡的理解)(2018·庆阳一中高二期中)在点电荷－Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强E A′和E B′的方向在下列几个选项对应的图中最有可能的是()答案C解析金属球达到静电平衡后，金属球内各点的合场强为零，感应电荷产生的电场强度与点电荷－Q产生的电场强度大小相等、方向相反，点电荷－Q在A点产生的场强方向指向－Q，则感应电荷在A点激发的附加场强背离－Q；因球处于静电平衡时，球面是等势面，电场线与等势面垂直，故在B点的合场强方向沿OB方向指向球外，而－Q在B点产生的场强方向指向－Q，根据矢量合成可得球面的感应电荷在B点产生的场强方向；综上所述只有选项C最有可能．题3．(导体的电荷分布)一带有绝缘底座的空心金属球壳A带有4×10－8 C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为()A．Q A＝＋1×10－8 C，Q B＝＋1×10－8 CB．Q A＝＋2×10－8 C，Q B＝0C．Q A＝0，Q B＝＋2×10－8 CD．Q A＝＋4×10－8 C，Q B＝－2×10－8 C答案B解析B与A接触后，负电荷全部分布在外表面，内壁电荷量为零，故B带电荷量为零，A带电荷量为正、负电荷中和后的电荷量，即Q A＝＋2.0×10－8 C，故选B.题4．(尖端放电现象的应用与防止)下列应用与防护不属于尖端放电现象的是()A ．一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑B ．一般马路表面建造的很平滑C ．夜间高压线周围会出现一层绿色光晕D ．一般高楼大厦顶部装有避雷针答案 B解析 马路表面建造的很平滑与静电无关，A 、C 、D 属于尖端放电现象，故选B.题5．(静电平衡状态导体特点)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器内表面为等势面，A 、B 为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )A ．A 点的电场强度比B 点的大B ．小球表面的电势比容器内表面的低C ．B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D ．将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力所做的功不同答案 C解析 由电场线的疏密表示电场强度大小可知，A 点的电场强度比B 点的小，A 项错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，B 项错误；容器的内表面为一等势面，内表面处各点场强的方向与等势面垂直，C 项对；容器内表面为等势面，在等势面上移动电荷，电场力不做功，D 项错误．题6．(感应电荷场强的计算)如图所示，点电荷A 和B 带电荷量分别为＋3.0×10－8 C 和－2.4×10－8 C ，彼此相距6 cm.若在两点电荷连线中点O 处放一个半径为1 cm 的金属球壳，求球壳上感应电荷在O 点处产生的电场强度．(静电力常量k ＝9×109 N·m 2/C 2)答案 5.4×105 N/C ，方向由O 指向A解析 ＋q 1在O 点的场强大小为E 1＝k q 1(d 2)2＝3×105 N/C ，方向由O 指向B ；－q 2在O 点的场强大小为E 2＝k q 2(d 2)2＝2.4×105 N /C ，方向由O 指向B ；设感应电荷在O 点处产生的场强大小为E 3，由静电平衡条件知E 3＝E 1＋E 2＝5.4×105 N/C ，方向由O 指向A .。
高中物理认识静电
第1节认识静电学习目标知识脉络1．了解多种形式的静电现象，知道物质的电结构．2．知道使物体带电的方法：摩擦起电、感应起电和接触起电．会用物质的微观结构解释起电现象．(难点)3．理解电荷守恒定律，体会大自然的和谐与美妙．一、静电现象、物质的电性1．静电现象(1)不同材料的物体经过摩擦后能吸引轻小物体的现象称为“电化”或“带电”．(2)通过摩擦可以使物体带电，而且摩擦可以产生两种不同的电荷．2．物质的结构物体是由原子组成的，原子则是由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的．而原子核又是由质子和中子组成的．质子带正电，中子不带电．在一般情况下，物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目，整个物体不带电，呈电中性．3．两种电荷自然界中存在着两种电荷，它们分别为正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷．4．物体带电的三种方式：摩擦起电、感应起电、接触起电．二、电荷守恒定律任何孤立系统的电荷总数保持不变．在一个系统的内部，电荷可以从一个物体转移到另一个物体．但是，在这个过程中系统总的电荷是不改变的．1．思考判断(1)“顿牟掇芥”记载的是摩擦生电现象．(√)(2)电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(√)(3)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电．(×)(4)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上．(×)(5)物体带电的实质是电荷的转移．(√)(6)三种起电方式中，感应起电违背了电荷守恒定律．(×)(7)各种起电现象都遵守电荷守恒定律．(√)2．合作探究(1)摩擦起电的原因是什么？【提示】电子的得失．(2)如图所示，在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在伸手接触金属门把手的一刹那，突然听到“啪”的一声，把你“猛击”一下，弄得你虚惊一场，想一想这是为什么？【提示】人在地毯上行走，由于脚与地毯的摩擦，时间久了人身上会带有因摩擦而产生的大量电荷，当人手与金属门把手接触的瞬间放电，会发出“啪”的声响，同时人会有触电的感觉.静电现象、物质的电性1．摩擦起电(1)用摩擦的方法使物体带电：两个不同种类的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．(2)摩擦起电的原因：不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子的束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，使核外电子的束缚能力弱的原子失去电子而带正电，使核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷．2．接触起电(1)方法：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．(2)规律：两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．3．感应起电(1)方法：用带电的物体靠近没有带电的物体，也能使没有带电的物体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来没有带电的金属导体，金属内部的自由电子就会发生移动，从而在导体表面出现“感应电荷”．如果将带电的物体靠近绝缘体，绝缘体内部的电子虽然不会自由移动，但带电物体的作用会使绝缘体内部电子的方向发生改变，出现“极化”现象，使其带电．(2)规律：感应起电时，原来不带电的导体的两端同时感应出等量的异种电荷，且靠近带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是异种电荷，远离带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是同种电荷，即“近异远同”．【例1】(多选)如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是() A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电量不变，两导体球不能带电思路点拨：感应起电的实质是不带电的导体在带电体电荷的作用下，电荷从物体的一部分转移到另一部分．AC[带电棒靠近两导体球时，会在甲球感应出异种电荷，乙球聚集同种电荷．此时若先分开甲、乙，再拿走棒，甲带与带电棒电性相反的电荷，乙带与之相同的电荷；若先移走带电棒，甲、乙两球将呈电中性，再分开甲、乙两球，两球都不带电，故选项A对，选项B错．将带电棒与两球接触，带电棒上的电荷将转移到两球上，分开后两球带与带电棒同种性质的电荷，故选项C对．]三种带电的本质使物体带电的三种方式都是使电荷重新分布，电荷的总量均保持不变．1．关于电现象，下列叙述正确的是()A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性D．摩擦起电是通过摩擦创造了等量的异种电荷的过程C[使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电．电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量不变．] 2．如图所示，在感应起电中带负电物体靠近带绝缘底座的导体时，M处将()A．带正电B．带负电C．不带电D．以上答案均有可能B[由同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体中的负电荷被排斥到M处，所以选项B正确．]3．(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是()A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合AB[虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷，由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确．C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确．但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的作用力下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C 错．先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B 上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错．]电荷守恒定律12．物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配．3．“起电”并不是创造电荷，只是电荷在不同物体或物体不同部分间的转移．当一个物体得到电荷时，其他物体失去电荷；它所得到的电荷就是其他物体失去的电荷．任何孤立系统的电荷总数保持不变．在一个系统的内部，电荷可以从一个物体转移到另一个物体，但是在这个过程中电荷既没创生也没有消灭，系统总的电荷是不改变的．4．任何孤立系统的电荷总数保持不变．这里所谓“孤立”系统，就是指与外界没有进行电荷交换的系统，但在系统内可能存在多个物体，在这些物体间电荷是可以转移的．【例2】半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开．(1)若A、B两球带有同种电荷时，则接触后两球所带电荷量之比为________．(2)若A、B两球带有异种电荷时，则接触后两球所带电荷量之比为________．思路点拨：两个半径相同的小球互相接触时，若带同种电荷，则电荷平分；若带异种电荷，则电荷先中和后平分．[解析]设A、B原先所带电荷量均为q，带同种电荷时，不带电小球先接触A后，电荷量平分，原不带电小球带电荷量为q2，A带电荷量为q2，原不带电小球再与B接触，总电荷量平分，q2＋q2＝34q，原不带电小球与B 均带电荷量为34q，所以A、B两球所带电荷量之比为q2∶34q＝2∶3.带异种电荷时，A带电荷量为q2，B带电荷量为q－q22＝q4，即原不带电小球与B带异种电荷，先中和后再平分，所以A、B两球所带电荷量之比为2∶1.[答案](1)2∶3(2)2∶1电荷再分配原则当两个物体相互接触时，可以使原来不带电的物体带电，这种方式称为接触带电．两种带电的物体(完全相同)相互接触时，若是同种电荷则电荷量平分，若是异种电荷则电荷要先中和后平分．4．(多选)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 CAD[由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．]5．(多选)一带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在，这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律CD[绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上电荷量减少，但是这些电子并没消失，故A、B错误，C正确．就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷的总量仍保持不变，故D正确．] 6．两个完全相同的金属小球A、B所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，小球A的带电荷量为()A．＋3Q B．＋2QC．＋Q D．－QC[小球接触过程中电荷要先中和后平分，Q1′＝Q2′＝Q1＋Q22＝＋3Q＋(－Q)2＝Q，选项C正确．]1．导体A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带－q的负电荷，将两导体接触后再分开，则导体B带的电荷量是()A．－q B．qC．2q D．4qC[导体接触过程中电荷要先中和后平分，Q1′＝Q2′＝Q1＋Q22＝＋5q＋(－q)2＝2q，选项C正确．]2．把两张用软纸摩擦过的塑料片相互靠近，它们会张开，这是由于它们之间存在()A．弹力B．摩擦力C．静电力D．磁场力C[由于摩擦起电——两个相互摩擦的物体由于其约束电子的能力不同，容易使其中一个物体得到电子，而另一个物体失去电子，软纸摩擦塑料片就是这个道理，由于塑料片带同种电荷，相互排斥，所以分开．]3．(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是()A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有等量同种电荷C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电BCD[同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，当两小球相互接触时，利用电荷守恒定律可知，电荷会重新分布，可以使原来不带电的物体带电，也可以使原来带电的物体的带电荷量发生变化，所以接触以后会使物体的带电情况发生多种变化．]4．在干燥的天气下，用干毛巾擦玻璃，刚抹干净，又沾上了灰尘；电视机的屏幕也很容易沾上灰尘．这是为什么？【解析】两种不同的物质组成的物体相互摩擦时，由于摩擦做功，会使一个物体中一些原子的电子获得能量，挣脱原子核的束缚，转移到另一个物体上去．在干燥的天气下，用干毛巾擦玻璃会使玻璃带正电，带电的物体容易吸引轻小的物体，故玻璃比较容易沾上灰尘．电视机中的电子枪不断发射的电子频繁地打在屏幕上，从而屏幕可以吸附轻小的灰尘．【答案】见解析。
高中物理备课参考 静电现象的应用
静电屏蔽包括两种情况： （1）金属壳内部不受外部影响 如图 l—4—2（a）图所示，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的箔片 张开，这表示验电器受到了外电场的影响。
如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图 1—4—2（b）图所示，验电器的箔片就不张 开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不张开。这表明金属网罩能把外电场挡住， 使罩内不受外电场的影响。
电荷。现金属板接地，正电荷通过接地导线移向大地，静电平衡时左侧表面不带电，整个金
属板的电势都为零。所以选项 A 错误，选项 B、C 正确。 金属板接地时，右侧表面上仍有感应负电荷，而且 a 点附近的电荷面密度（单位表面面
积的电荷量）比 b 点附近的电荷面密度要大些，场强要强（大）些，电场线也密一些；整个 金属板是等势体，右侧表面是等势面，电场线与等势面垂直，可见 a、b 两点的场强方向都 垂直指向右侧面，方向相同，选项 D 也正确．
（2）导体静电平衡条件：E 内=0 由于静电感应，在导体两侧出现等量异种电荷，在导体内部形成与场强 E0向的场强 E'， 在导体内任一点的场强可表示为 E 内=E0+E′。 因附加电场 E′与外电场 E0方向相反，叠加的结果削弱了导体内部的电场，随着导体两 侧感应电荷继续增加，附加电场 E′增强，合场强 E 内将逐渐减小。当 E 内=0 时，自由电子 的定向运动也停止了。如图 1—4—1（c）。 说明： ① 导体静电平衡后内部场强处处为零，是指电场强度 E0，与导体两端感应电荷产生的 场强 E′的合场强为零。 ② 金属导体建立静电平衡状态的时间是短暂的。 ③ 静电平衡时，电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷分布 越密，附近电场强度越大。 （3）导体静电平衡时，有如下特点： ① 导体内部处处场强为零。假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作 用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是 外加电场 E0与感应电荷产生的电场 E′相互叠加的结果，即 E0+ E′=0 （E′与 E0大小相等， 方向相反）。 ② 导体表面处场强与表面垂直，假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导 体上的自由电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。 ③ 电荷只分布在导体表面外。因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未 被抵消的电荷。假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零。 2. 静电屏蔽 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可以利用金属外壳或者金属网 封闭某个区域，使得该区域不受外部电场的影响，这一现象叫做静电屏蔽。
高中物理选修三1.7静电现象的应用
【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．
知识点静电现象总结
知识点静电现象总结静电产生的原因主要有以下几种：1、摩擦产生静电：当两种不同材料相互摩擦时，会因为摩擦而带上正负电荷，如玻璃棒与丝绸布摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸布带负电。
2、电离产生静电：在一定条件下，气体分子或原子会因为能量的作用而脱离电子，使气体带电，形成静电现象。
例如，雷暴时产生的闪电。
3、感应产生静电：当一个带电体靠近另一个带电体时，它们之间会发生电荷的重新排列，从而使其中一个带电体带上与另一个相反的电荷。
静电现象具有以下几个特点：1、相互作用力：带电体之间会产生吸引或排斥的相互作用力，这是静电现象的基本特点。
2、电场效应：带电体周围形成一个电场，具有一定的方向和大小。
3、放电现象：当带电体与地面或另一带电体接触时，会发生放电现象，即静电荷的交换。
4、电力效应：静电荷对电荷的传导和分离起着重要作用，如静电粉尘收集器、橡胶擦等。
静电现象有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1、静电除尘：利用静电原理去除工业生产中的粉尘和颗粒污染物，例如静电粉尘收集器、静电除尘装置等。
2、静电喷涂：利用静电喷涂技术进行表面涂装，可以提高涂层的附着力和均匀性，减少喷漆的损耗。
3、静电除湿：利用静电原理去除空气中的水汽，例如静电除湿器、静电降水装置等。
4、静电印刷：利用静电技术实现对印刷纸张的吸附和传递，提高印刷效率和质量。
5、静电消毒：利用静电作用去除细菌、病毒、真菌等微生物，例如静电空气净化器、静电消毒设备等。
6、静电传感：利用静电技术进行传感测量和控制，例如静电传感器、静电开关等。
静电现象还存在一些危害和问题，主要表现为以下几个方面：1、静电火灾：在化工、石化、油田等工业领域，静电火灾是一种常见的事故，静电原因通常包括静电积累和静电放电。
2、静电干扰：在电子设备制造、航空航天等领域，静电会对电子设备和系统造成干扰和故障，影响设备的正常运行。
3、静电安全：在石油、天然气、化工等领域的生产过程中，静电可能对人员安全和设备安全造成威胁，需要采取相应的防护措施。
高中物理必修三 第一章 第一节 静电现象
例3 (2021·浙江高二上期中)如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验.她 先用包装用的气泡膜PVC管摩擦，使PVC管因为失去电子而带电.右手拿带电 的PVC管靠近(但不接触)验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用左手指 接触验电器上端的金属圆板，发现箔片闭合.以下对此实验的说法中正确的是 A.发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，但验电器整体仍是电中性的 B.如果松开左手，再撤去PVC管，验电器的箔片又会 张开，验电器整体仍是电中性的
知识深化
1.三种起电方式的比较
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生 两个不同绝缘体
导体与带电体
导体靠近带电体时
条件 摩擦时
接触时
导体两端出现等量异 导体带上与带
两个物体带上等
现象
种电荷，且电性与原 电体相同电性
量异种电荷
带电体“近异远同” 的电荷
知识深化
不同物质的原子核
导体中的自由电子受 自由电子在带电
C与B接触后，B、C带电荷量为
QB＝QC′＝12Q－ 2 Q＝－14Q， 1
故 A、B 带电荷量大小之比为QQBA＝214QQ＝21.
总
结
提
升
接触起电时电荷量的分配规律
1.导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.
2.当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配.
(1)若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电
知识深化
4.电中性的物体中是有电荷存在的，只是电荷的代数和为0，“电荷 的中和”是指物体中正、负电荷的数量相等，这时正、负电荷的代 数和为0；“电荷总量”指的是电荷的代数和. 5.元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分. (2)虽然质子、电子所带的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子 是元电荷. (3)带电体的电荷量一定是元电荷e的整数倍.
高中物理静电现象教案
高中物理静电现象教案
一、教学目标：
1. 了解静电的概念及产生原理；
2. 掌握静电的表现形式；
3. 掌握静电的实验方法；
4. 了解静电在生活中的应用。
二、教学重点：
1. 静电的概念及产生原理；
2. 静电的表现形式。
三、教学难点：
1. 静电的实验方法；
2. 静电在生活中的应用。
四、教学过程：
1. 导入：通过引入一个生活中的静电现象，如梳头发后获得的静电，引起学生对静电现象的关注。
2. 讲解：
（1）静电的概念：静电是指物体上因电荷分布不均匀而产生的现象。
（2）静电的产生原理：当物体搓擦时，其原子或分子之间的电子会转移，使得物体获得正电荷或负电荷。
3. 实验：
（1）搓擦性实验：利用毛刷和丝绸搓擦产生静电，再用静电计进行测量。
（2）金属导体放电实验：用金属导体接触带有静电的物体，观察静电的放电现象。
4. 总结：
（1）静电的表现形式包括吸引、排斥和放电等；
（2）静电在生活中的应用，如喷墨打印机、静电吸尘器等。
五、课堂练习：
1. 下列现象中，哪些是静电现象？
A. 电流灯亮了；
B. 毛巾与身体摩擦后可以吸附小纸片；
C. 用手机充电时能听到噼啪声。
2. 在静电实验中，为何要用金属导体接触带有静电的物体？
六、课后作业：
1. 练习题目。
2. 总结并说明一个生活中的静电现象，并描述其原理。
七、教学反馈：
针对学生的表现和问题进行评价，并提出解决方案和建议。
高中物理必修3静电场的应用静电现象的利用与防护
静电现象的应用【学习目标】1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用．【知识储备】一、静电平衡状态下导体的电场1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动．这样，在导体的AB面上将出现负电荷，在CD面上将出现正电荷．这就是静电感应现象．2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于0时，导体内的自由电子不再发生定向移动，导体达到了静电平衡状态．二、静电平衡状态导体的特点1．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定与这点的表面垂直．整个导体是个等势体．它的表面是个等势面．2．静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点：(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面．(2)在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．三、尖端放电静电屏蔽1．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，这相当于导体从尖端失去电荷．这个现象叫做尖端放电．2．金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽．【学习探究】一、静电平衡状态下导体的电场[问题设计]如图所示，把一个不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，从而使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？二、导体上电荷的分布[问题设计]1．当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？2．形状不规则的带电体，表面上各处的电荷分布是否均匀？附近场强是否相等？[要点提炼]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定与这点的表面垂直．越尖锐的位置电场线越密集．三、尖端放电和静电屏蔽[问题设计]1．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？2．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？[要点提炼]1．尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被中和．2．导体壳或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场屏蔽，使其内部不受外电场的影响．【典例精析】一、对静电平衡的理解例1（单选）处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()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电场强度为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零[针对训练]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(用实线表示电场线，要求严格作图)．二、静电平衡导体的电荷分布例2（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B三、对静电屏蔽的理解例3（单选）下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是()巩固训练1．(对静电平衡的理解)（单选）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．(对尖端放电的理解)（多选）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3．(对静电屏蔽的理解)（单选）如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时()A．P、R上均有感应电荷B．P、R上均没有感应电荷C．P上有而R上没有感应电荷D．P上没有而R上有感应电荷课堂小结课后练习题组一对静电平衡的理解1．（单选）对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是()A．导体内部既无正电荷，又无负电荷B．导体内部和外表面处的电场均为零C．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零D．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果2．（单选）当导体达到静电平衡时，场强方向的特征是()A．外电场E0消失B．感应电荷产生的附加电场E′为零C．导体内部的合电场E为零D．导体表面和内部的合电场均为零3．（单选）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>φcB．E a＝E b>E c，φa＝φb>φcC．E a＝E b＝E c，φa＝φb＝φcD．E a>E c>E b，φa>φb>φc4．（单选）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′的方向在下图中正确的是()题组二静电平衡导体的电荷分布5．（多选）如图所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C的一端接验电器的金属球，下列现象正确的是()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6．（单选）一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10－8 C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触．如图所示，则A、B带电荷量分别为()A．Q A＝1×10－8 C，Q B＝1×10－8 CB．Q A＝2×10－8 C，Q B＝0C．Q A＝0，Q B＝2×10－8 CD．Q A＝4×10－8 C，Q B＝－2×10－8 C7．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C.(1)此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？(2)如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q＝－2×10－6 C的小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？(3)若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内、外表面带电荷量又为多少？题组三静电屏蔽和尖端放电8．（单选）电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是()A．铜丝编织的衣服不易拉破B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用9．（单选）请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．小鸟停在单根高压输电线上会被电死C．燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险10．（单选）如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则()A．A往左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置均不变11．（多选）如图所示，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列选项中，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的是()12．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强__________(填“越大”或“越小”)．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．参考答案【问题设计】一、(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动．(2)不能．感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止．二、1、电荷只分布在导体的外表面，导体内部没有电荷．2、在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，附近场强越强，凹陷的位置几乎没有电荷．三、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”，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．中性的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．这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些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，这相当于导体从尖端失去电荷．2、空心部分场强为零．静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为0，自由电子不发生定向移动．【例题】1、D针：2、BCD3、B【强化训练】1、D2、AB3、D【课后作业】1、D2、C3、D4、A5、AB6、B7、(1)内表面为0，外表面为4×10－6 C(2)内表面为2×10－6 C，外表面为2×10－6 C(3)内表面为0，外表面为2×10－6 C(4)内表面为0，外表面为2×10－6 C8、C 9、C10、B 11、AD 12、越大A。
高中物理静电场知识点
高中物理静电场知识点高中物理静电场知识点1第一节认识静电一、静电现象1、了解常见的静电现象。
2、静电的产生(1)摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦的橡皮棒带负电。
(2)接触起电： (3)感应起电：3、同种电荷相斥，异种电荷相吸。
二、物质的电性及电荷守恒定律1、物质的原子结构：物质是由分子，原子组成，原子由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的。
而原子核又是由质子和中子组成的。
质子带正电、中子不带电。
在一般情况下，物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目，整个物体不带电，呈电中性。
2、电荷守恒定律：任何孤立系统的电荷总数保持不变。
在一个系统的内部，电荷可以从一个物体传到另一个物体。
但是，在这个过程中系统的总的电荷时不改变的。
3、用物质的原子结构和电荷守恒定律分析静电现象(1)分析摩擦起电 (2)分析接触起电(3)分析感应起电4、物体带电的本质：电荷发生转移的过程，电荷并没有产生或消失。
第二节电荷间的相互作用一、电荷量和点电荷1、电荷量：物体所带电荷的多少，叫做电荷量，简称电量。
单位为库仑，简称库，用符号C表示。
2、点电荷：带电体的形状、大小及电荷量分布对相互作用力的影响可以忽略不计，在这种情况下，我们就可以把带电体简化为一个点，并称之为点电荷。
二、电荷量的检验1、检测仪器：验电器2、了解验电器的工作原理三、库仑定律1、内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2、大小：方向：在两个电电荷的连线上，同性相斥，异性相吸。
3、公式中k为静电力常量，4、成立条件①真空中(空气中也近似成立)，②点电荷第三节电场及其描述一、电场1、电场：电荷的周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。
2、电场基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场力：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力叫电场力电荷间的静电力就是一个电荷受到另一个电荷激发电场的作用力。
高中物理沪科版 必修第三册 静电现象 电荷 课件
1、原子的构成：
原子核
原子
（正电）
(电中性)
核外电子
（负电）
质子 （正电）
中子 （不带电）
原子核比较稳定，为什么？
质子和中子之间有强相互作用
核力
核外电子呢？
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子。 不同物体对外层电子束缚能力不同。
基本概念
• 电荷量 意义：指带电体带电的多少（简称电量q）。
接触后 再分开
1 Ｑ 1Ｑ
22
பைடு நூலகம்
+Q - 3Q
接触后 再分开
-Q -Q
电荷从一个物体转移到另一个物体
实质
电荷从一个物体转移到另一个物体
想一想：
在我们的日常生活中 有什么方法可以使物体 带电呢？
请举例说明
1、摩擦起电
摩擦起电的原理是什么？ 是一产、生电荷了新的电荷了吗？
自然界中有两种电荷（富兰克林命名）
（1）正电荷：
+
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：
_
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2
电荷 1、电荷种类
（1）正电荷：
与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 (符号 “+”)
（2）负电荷：
一.电荷
与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（符号 “－”）
2、电荷的性质
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
想一想
一般情况下物体（例如：玻璃棒）不带电，为什 么通过摩擦的方法可以使物体带电呢？
物质的微观结构与物体的带电
电荷 1、电荷种类
（1）正电荷：
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题型1
感应起电问题
【例1】 如图2所示,将带电棒移近两个不带 电的导体球甲、乙,两个导体球开始时互 相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使 两球都带电的是 A.先把两个球分开,再移走带电棒 ( ) 图2
B.先移走带电棒,再把两个球分开
C. 先使甲球瞬时接触地,再移走带电棒 D.使带电棒与甲球瞬时接触,再移走带电棒 解析 先把两个小球分开,再移走带电棒,这是感应起电, 两球带上了异种电荷,故A正确;先移走带电棒,甲、乙球上
电荷中和,均不带电,B错误;先使甲球瞬时接触地,再移走棒,也 是感应起电,两球带上了同种电荷(与带电棒电荷异性,两个球 上与带电棒同性的电荷被排斥到大地中),C正确;使带电棒与甲 球瞬时接触,再移走带电棒,这是接触起电,甲、乙两球带上了 同种电荷, D正确.
答案
ACD
方法提炼 起电问题的分析方法:
C
A
B
[2013· 江苏卷]将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属 球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电 势处处相等．a、b为电场中的两点，则( ABD ) A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高 C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大 D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负 功
BCD [解析] 电容器的电容是表示电容器容纳电荷 本领的物理量，其大小由电容器自身的结构决定，与加 在两板上的电压 U 和极板所带电荷量 Q 无关，A 错误， C、D 正确；对于确定的电容器，电容 C 一定，其带电荷 量 Q 与两板间的电压 U 成正比，B 正确．
例 1 对于给定的电容器，描述其电容 C、电荷量 Q、 电压 U 之间的相应关系的图象正确的是( )
影响.
1. 将不带电的金属导体放入场强为E0的静电场中,导体内自由电 子便受到与场强E0方向相反的电场力作用,除了做无规则热运
动外,自由电子还要受电场力,并向电场E0的反方向做定向移
动(图1甲所示),并在导体的一个侧面集结,使该侧面出现负电 荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷(如图1乙所 示),等量异种电荷形成一附加电场E′.当附加电场与外电场 的合场强为零时,即E′的大小等于E0的大小而方向相反时(如 图1丙所示),自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电 平衡状态.
金属球B、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体,金属球A
离金属球B较近,而离金属箔片较远.如果金属球A带正电,验电
器上的正电荷一定向远处移动,则金属箔片上的电荷量不会减少, 所以选项B是错误的.如果金属球A带负电,验电器上的正电荷会
由于引力作用向近端移动,造成金属箔片上的电荷量减少,所以
选项C是正确的.如果金属球A不带电,由于受到金属球B上正电 荷的影响,金属球A上靠近B的部分也会由于静电力的作用出现 负电荷,而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球 B移动,效果与金属球A带负电荷一样.所以选项A也是正确的,选
项D是错误的.
答案 AC
二、电器、电容 1.
(1)组成:由两个彼此 绝缘又相互靠近 的导体组成.
(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值. (3)
充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的
异种电荷,电容器中储存电场能 . 放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中 电场 能转化为其他形式的能.
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电 解析
图3 验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷,金属箔片
之所以张开,是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的.当验电器 金属箔片的张角减小时,说明箔片上的正电荷一定比原来减少
了,由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B
发生接触,要考虑感应起电的影响.当金属球A靠近时,验电器的
第3课时
一、静电现象 1.
静电现象
电容器及其电容
把金属导体放在外电场E中,导体内的自由电子 由于受电场 力作用而 重新分布的现象叫做静电感应. 2. 发生静电感应的导体在自由电子定向移动停止时的状态称
为静电平衡状态.
3. 在静电屏蔽现象中,金属网罩可以使罩内不受外界 电场的影
响.如果把金属罩接地 还可以使罩内的带电体对外界不发生
质的介电常数成正比,与两板间的距离 成反比. S (2)决定式:C= r ,k为静电力常量. 4kd 特别提醒
电容器的电容大小是由本身的特性决定的,与极板间电压以及 电容器带电多少,带不带电荷无关.
【对点检测】 关于电容器和电容，下列说法正确的是( ) Q A．根据 C＝U可知，电容器的电容与其所带的电荷 量成正比，跟两板间的电压成反比 B．对于确定的电容器，其带电荷量与两板间的电压 成正比 C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不 为 0)，它所带的电荷量与电压的比值恒定不变 D． 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理 量，其大小与加在两板上的电压无关
2.电容
(1)定义:电容器所带的 电荷量Q 与电容器两极板间的电势
差U的比值. (2)定义式: C Q (3)物理意义:表示电容器容纳电荷 本领大小的物理量. (4)单位:法拉(F)
U
1 F=106 μ F=102 pF
3.平行板电容器 (1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介
处于静电平衡状态的物体 1、带电体
2、不带电的导体放入电场中
2.
(1)导体内部的场强(E外与E感的合场强)处处为零,E内=0;
(2)整个导体是等势体,导体的表面是等势面; (3)导体外部电场线与导体表面垂直;
(4)静电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关.
如图所示，A、B两点电荷带电量分别为＋Q、－Q， 和C金属球的球心构成一个等边三角形，边长为L。求 C球的感应电荷在球心处产生的感应场强E感。
(1)使物体带电的三种方式:①摩擦起电;②感应起电;③接触带
电. (2)感应起电实质上是导体的静电平衡问题,不带电体放入电场
中,电荷重新分布,将此物体分为两部分则每部分都带电,或将
此物体接地,物体也会带电.
变式练习1 小,则
如图3所示的是一个带正电的验电器,当一个金属 ( )
球A靠近验电器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减 A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带正电