静电现象的应用

B N A M P
导体上电荷的分布
法拉第圆筒实验:
2 1
用两个带有绝缘手柄的金属小球 分别接触带有电荷的金属圆筒的 内壁和外壁.
1
法拉第圆筒实验:
2
和外壁接触的小球使验电 器箔片张开,表明金属筒外 壁有电荷分布.
1
法拉第圆筒实验:
和内壁接触的小球 不能使验电器箔片 张开,表明金属筒 内壁没有电荷分布.
－ － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
E`
E
－ － － －
E合=0 ＋
E
三、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
（3）导体外部电场线与导体表面垂 直
E
+ + + + - - - + + + +
- -
- -
注意：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。
1.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 中点O处产生的场强有多大？方向如何？
C
B－ A
＋
例4、一个带有绝缘座的空心金属球A带有4×10-8C的正电荷，有绝缘金属小球
B带有2×10-8C的负电荷，使B球与A球的内部接触后，将B球取出，则A、B球各 带电量为( B ) A QA＝10-8C，QB＝10-8C
B QA＝2×10-8C，QB＝0C C QA＝0C，QB＝2×10-8C D QA＝4×10-8C，QB＝－2×10-8C 一中分校 ■ 蒋亦军
静电现象的应用
例1、在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体，A、B分 B ) 别是球壳内、外的两点，C是金属内部一点，其电场分布是( A EA≠0，EB＝0，EC＝0
B EA≠0，EB ≠0，EC＝0 C EA≠0，EB ≠0，EC ≠0 D EA ＝0，EB ≠0，EC＝0
A
＋
C
Q Q 解:E1 E2 k 4k 2 r 2 r ( ) 2 Q E E1 E2 8k 2 r
+Q
O E
E E
·
-Q
方向水平向左
3.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。
8、如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正 电荷的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、 的关系是( D ) c三点的电场强度E和电势
A．Ea>Eb>Ec， a b c B．Ea=Eb>Ec， a b c C．Ea=Eb=Ec， a b c
均匀球形导体
三 尖端放电
什么是尖端放电？
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。 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
B
例2、AB是两个架在绝缘支座上的金属球，原来都不带电，中间用导线连接，
现用一个带正电的小球C靠近B球，用手摸一下B球，然后撤去导线，再拿走小 球C，那么( A ) +++
A A球带正电，B球带负电 B A球带正电，B球不带电 C A球不带电，B球带负电 D 以上三种说法都不对 一中分校 ■
A
B
+ C + +++
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： 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 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。
+
思考:空心导体壳内的验电器箔片不会张开， 为什么?
因为导体壳内部 合场强为零.
+
--
+ + + + + +
静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其 内部区域不受外电场影响 的现象.
什么是静电屏蔽？
四 静电屏蔽
由于静电感应，可使金属 网罩或金属壳内的场强为 零，相当于遮挡了外界电 场对它内部的影响，这种 现象叫做静电屏蔽。
4.将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A， 如1-93所示，以下说法正确的是： （ ） ＢＤ A．导体B上各点的场强大小相等 B．导体A内部的场强一定为零 C．导体B的左端电势比右端电势高 D．导体B上的感应电荷在它的C点所 形成的场强一定不为零
5.如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的 小球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
+q
O
答：
则
R
L
达到静电平衡后导体内部处处场强为零
q E感＝E源＝k (R+L/2)2
E感方向与E源方向相反，即指向点电 荷+q.
2.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？方向怎样？
10．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分 别为－Q和＋2Q，它们相距L。如果在两点电荷连线的中 点O有一个半径为r(2r＜L)的空心金属球，且球心位于O 点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小＿＿＿＿ 12KQ/L2 方向＿＿＿＿
A
B
11、如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放 在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙 说法正确的是 [ AD ] A．A、B两点场强相等，且都为零 B．A、B两点的场强不相等 C.感应电荷产生的附加场强的大小为EA<EB D．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动．
4．一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 布的情况 (B )
5、把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将 一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不 与B发生接触，达到静电平衡后，则（ ＣＤ ） A. B. C. D. 球壳B的空腔中场强处处为零。 球壳B不带电。 球壳B的内，外表面电势相等。 球壳B的电势为零。
谢谢！
-
E0
-E
-
-
'
-E
&#,感应电荷在导体中 中产生反方向的附加场.
-
E 0
E'
- 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
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。
Ｂ Ａ
6、如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外 表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入 球壳内，但不于B发生接触，达到静电平衡后， 则：
A、B的空腔内电场强度为零
B、B不带电
A
B
C、B的内外表面电势相等
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
7．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q 的点电荷，用E表示球壳外任一点的场 强，则( D ) A．当＋Q在球壳中央时，E＝0 B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 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
1、请用学过的电学知识判断下列说法正确的是
（B ） 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，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
2．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，电荷分布在导体的外表 面
D．Ea>Ec>Eb， a b c
9、 将悬挂在细线上的带 正电的小球A放在不带电的 固定的金属空心球壳C内 (不和球壁接触)，另有一个
悬挂在细线上的带负电的 小球B，如图所示，于是有( B) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变
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。