1-7静电现象的应用
2014版高中物理 1-7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
●新课导入建议 站在金属笼中的人在电击下完好无损，这是为什么呢？避雷 针可以有效防止建筑物被雷击，这是为什么？通过本节课的学 习，就可以解决这些问题．
●教学流程设计 课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生
步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路
⇒ ⇒ ⇒
⇓
步骤7：完成“探究3”重在讲解【规律总结】技巧 ⇐ 步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同 ⇐ 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 ⇐ 步骤4：教师通过例题讲解总结静电平衡的实质及特点 ⇓ 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 ⇒
④带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的 外表面 ．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置 几乎 没有电荷 ．
2．思考判断 (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)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势 也为零．( × ) (3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合 电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0.( √ )
重
点
难
点
1.掌握静电平衡的概 念，理解静电平衡的 特征．(重点) 2.应用静电平衡的知 识，认识导体的电荷 分布特点、尖端放电 现象、静电屏蔽现 象．(难点)
静电平衡状态下导体的电场
1.基本知识 (1)静电感应现象 把导体放入电场，导体内部的 自由电荷 在电场力作用下定 向移动，而使导体两端出现 等量异种 电荷的现象．
(2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 ①净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷． ②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近 异． ③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布 密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷．
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'
人教版高中物理选修31课件：第一章 静电场 7 静电现象的应用
(
A.导体上a、b两端的电势高低关系是φa=φb
B.导体上a、b两端的电势高低关系是φa<φb
C.导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec=Ed=0
图1-7-7
D.感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec'>Ed'≠0
)
自我检测
[答案] B
[解析]枕形导体达到静电平衡后整个导体是个等势体,内部场强处处为零,选项A、
态,感应电荷在圆盘中A点激发的
应电荷在圆盘中A点所激发的附加场强E'的方
附加场强E'应与-Q在A点产生的
向的是图1-7-6中的
场强等大反向,选项A正确.
图1-7-6
(
)
自我检测
4. (静电现象)如图1-7-7所示,将一不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q形成的
电场中,导体P的a、b两端分别带上了等量的负电荷与正电荷,另外,导体内部还
接地的大金属板,A为金属板内一点,B为金属板左侧
外表面上一点,下列对金属板上的感应电荷分别在A
点和B点产生的场强方向的判断正确的 (
)
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
图1-7-2
学习互动
[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于
金属板表面向外,即感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强垂直于金属板向左,
则感应电荷在B点的场强可能沿E3方向,选项C正确.
1.7静电现象的应用 课件(人教版选修3-1) (1)
靠近金属网罩,验电器的箔片是否张开?此现象说明了
什么?
提示：①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.
②此现象说明网罩内带电体产生的电场能使外界受到
影响.
(2)如图所示，原来金属网罩不带电,罩内小球带正电, 现把金属网罩接地,则验电器的箔片是否张开?此现象
说明了什么?此现象的本质是什么?
负电.因此，空心球C外壁和带电小球B是异种电荷，所
以B受C球的吸引往右偏离竖直方向.而由于空心球C能 屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的 作用，它的位置不变.
【典例3】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，它们相距为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点处的场强大小为____，方向 ____.
带电的金属球壳？
【解析】因为静电平衡时，导体所带电荷分布在外表 面，故可以让带电小球和金属导体壳内壁相接触. 答案：见解析
6.（5分）一个空心金属球A带5×10-4 C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=____.
电荷中和.（这相当于导体从尖端失去电荷）
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?
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.
(2)现用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球 靠近验电器，如图所示,验电器的箔片是否张开?此现 象说明了什么?此现象的本质是什么?
静电现象的应用
静电现象的应用1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。
2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。
1静电平衡的定义当导体内部各点的①合电场强度等于O时,导体内部的_②自由电子—不再发生—③定向—移动。
这时我们就说导体达到了静电平衡。
4.处于静电平衡的导体的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为—稣O(2)处于静电平衡状态的导体,其外表面附近任何一点的电场强度方向必定与这点表面_《理直_O(3)处于静电平衡状态的整个导体是个—鸥势一体,它的表面是个窗势面—，5.静电平衡时导体上的电荷分布特点(D导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的—鳏面。
(2)在导体的外表面,越—酶锐—的位置电荷的密度越大,J≡I陷的位置几乎没有电荷。
6.尖端放电导体的尖端附近的电场很_工强,会使周围空气电离，电离产生的与导体尖端的电荷符号_文相反—的粒子与尖端上的电荷_M中和相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。
7.静电屏蔽由于导体壳内部的电场强度保持为—二零—,壳外电场不会对壳内仪器产生_士影响,金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
主题i：探究静电平衡阅读教材中“静电平衡状态下导体的电场”部分的内容,参看下图回答下列问题。
(1)金属导体的微观结构如何？(2)如图甲所示,金属导体在电场其中自由电子怎样移动？(3)如图乙所示,导体内自由电子是否会一直定向移动？(4)如图丙所示，当导体力池的两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果？主题2:导体上电荷的分布观察实验现象：实验1,实验2,阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,试回答处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点。
结论：主题3:尖端放电阅读教材中“尖端放电”部分的内容,思考并回答下列问题。
(1)为什么导体尖端附近的空气容易发生电离？(2)“尖端放电”是不是导体尖端的电荷跑到空气中去了？(3)联系实际生产、生活,有什么地方利用和避免产生“尖端放电”？主题4:静电屏蔽阅读教材中的相关内容,回答下列问题。
1.7静电现象的应用 学案
第一章静电场1.7静电现象的应用学案知识点感知1．静电平衡（1）静电感应现象：放在静电场中的导体，它的自由电荷受电场力作用，发生定向移动，从而重新分布，在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。
（2）静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态。
（3）静电平衡条件：导体内部处处场强为零。
2．导体的静电性质（1）导体上的电荷分布：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。
（2）导体上的电势分布：处于静电平衡状态导体是个等势体，导体表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力与表面切向垂直，电场力做功为零。
所以电势差为零，表面是等势面。
（3）导体表面附近的场强分布：处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。
3．导体空腔的静电性质（1）腔内无电荷时导体的性质（2）腔内有电荷时导体的性质（3）静电屏蔽4.尖端放电要点一处理静电平衡的“观点”1．远近观“远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？1．两种情况(1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示．(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示．图1－7－22．实现过程(1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽．(2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用．3．本质：静电感应与静电平衡.为什么可以把导体的带电情况看成“面分布”？我们知道导体达到静电平衡后，电荷是分布在它的表面的，下面我们通过一个带电金属球的案例计算，说明把金属导体看成“面分布”的理由．设金属球的半径为R ，从手册上查得空气的击穿场强为E m ＝3×106 V/m ，空气中该金属球所能带的最大电荷量为Q m ，可以从公式E m ＝k Q m R 2来计算，这样Q m ＝E m ·R 2k.金属球表面每单位面积带电荷量Q ＝Q m 4πR 2＝E m 4πk ，把数据代入得Q ＝3×1064π×9×109C/m 2＝2.65×10－5 C/m 2.原子直径d 约为2×10－10 m ，一个原子在金属球表面所占的面积为πd 24＝π×(2×10－10)24m 2＝3.14×10－20 m 2 一个表面原子的带电荷量为q ＝Q πd 24＝2.65×10－5×3.14×10－20 C ＝8.3×10－25 C一个电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，当金属球带电荷量最多时(此时球外表面场强为空气击穿场强)，与表面一个原子相关大小面积所带电荷量只有8.3×10－25 C ，连一个电子电荷量都不到，由此我们有充分理由把金属导体带电看成“面分布”. 课堂练习1.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 答案 ACD 解析 B 选项属于防止静电平衡．2．下图中P 是一个带电体，N 是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S )不会被吸引( )答案 AD3．如图1－7－5所示，图1－7－5在球壳内部球心放置带电荷量＋Q 的点电荷，球壳内有A 点，壳壁中有B 点，壳外有C 点，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 两点场强均为零B ．E A >E B >E CC ．如果A 、C 和球心在一条直线上，则A 、C 两点的场强方向相同D ．B 点场强方向指向球心答案 C 解析 ＋Q 放在球壳内，由于静电感应，内壁感应出负电荷，外壁感应出等量的正电荷．如下图所示，是＋Q 与感应电荷产生的电场线形状，球壳壁内部场强为零，其他地方的场强与仅存在点电荷＋Q 时产生的场强相同，故E A >E C >E B ；如果A 、C 和球心在一条直线上，则A 、C 两点场强方向相同．4．处于静电平衡状态的导体的特点是什么？答案(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零(2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直(3)净电荷只能分布在导体的外表面上，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，附近的电场也越强．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.一、静电平衡下的导体【例1】如图1－7－3所示，图1－7－3一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为E A.在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为E B.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()A．E B B．E A＋E B C．|E A－E B| D．以上说法都不对答案D解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为E A，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强E A′不等于E A.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为E B，当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由E A′与E B叠加而成，而不是由E A与E B叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的．二、静电平衡【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属图1－7－4空心球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向C靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有()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的位置都不变答案B解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B 所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变．题型探究题型一静电现象的应用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(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跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B思维步步高空腔导体的特点是什么？空腔导体的外壁和内壁的带电情况如何？使验电器金属箔片张开的方法有几种？解析在A选项中先和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．答案BCD拓展探究在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，用E p表示球壳外任一点的场强，则()A．当＋Q在球壳中央时，E p＝0 B．不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E p＝0 D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零答案 D解析如果球壳不接地，球壳内部放入的电荷会产生电场，这个电场周围的导体会感应出电荷，形成新的电场．带电球壳的特点是：①所有电荷都分布在球外表面上，球壳内部没有净电荷．②球壳内场强为零．③如果在球壳内部放入电荷，则电场线在球壳上中断.题型二静电平衡一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个()思维步步高在金属球内部的电场分布情况如何？球壳起到什么作用？在球壳外还有没有电场存在？如果有，电场指向什么方向？解析在球壳内、外表面之间不会有电场存在，球壳的内表面上应该分布的是负电荷，外表面上应该分布的是正电荷，所以B选项正确．答案 B拓展探究如果把该电荷移到球壳外，请叙述一下电场的分布情况．答案当电荷移动到球壳以外之后，球壳对电场产生屏蔽，球壳内部没有电场线．导电体放在导体内部，导体内壁感应出电荷，根据电荷守恒定律，外壁和内壁所带电荷性质相反；当电荷放在导体外部，靠近导体处感应出异种电荷，根据电荷守恒定律，远离导体处感应出同种电荷.一、选择题1．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“劈啪”声，这是因为()A．衣服由于摩擦而产生了静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确答案A解析若我们身穿含有化纤成分的衣服，且始终在运动，使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“劈啪”的放电声音，若是晚上还可以看见火花四溅的现象．2．一金属球，原来不带电，图1现沿球直径的延长线放置一点电荷，如图1所示．球内直径上a、b、c三点场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c答案 D3．如图2所示，图2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，下列说法正确的是() A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场E A<E B D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动答案AD解析处于静电平衡状态的导体内部合场强为零，所以A选项正确．当电键闭合，导体和大地是一个整体，导体处于这个整体的尖端，把负电荷从地球上吸引过来，所以D选项正确．4．如图3所示，金属球壳原来带电，而验电器原来不带电，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将()图3A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能张开答案 A5．如图4所示，两个相同的空心金属球M和N，M带－Q电荷，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()图4A．P、R上均出现感应电荷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上有感应电荷答案D解析当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，对M产生静电感应使M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的－Q正好中和，使外表面不带电，实际上是M所带－Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能对P产生静电感应，P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时，对N产生静电感应，使N内表面带负电荷，N外表面带正电荷，N外部有电场，对R产生静电感应，使左端带负电，右端带正电．选项D正确．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()答案B解析带负(正)电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出异种电荷，验电器的顶端带上了正(负)电荷，金属箔片带上了负(正)电．7．如图5所示，图5A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()A．C棒的电势一定高于D棒的电势B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分答案ABD解析由图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为U A>U C>U D>U B.当用导线将C棒的x 端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了．当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处，如果把带正电的A球移走，接地的B球上的负电荷才全部流入大地．故选项A、B、D正确．二、计算论述题8．在正点电荷Q附近有两个绝缘导体M、N，由于静电感应发生了如图6所示的电荷分布，当用导线将a、d两点连接起来时，导线中是否有电流流过，如果有电流，电流的方向是怎样的？图6答案有a→d的电流9．如图7所示，图7在孤立点电荷＋Q形成的电场中，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)答案见解析图解析画出感应电荷形成的附加电场在圆盘内的三条电场线(实线)，如下图所示．圆盘A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点，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，即感应电荷产生的电场线与点电荷Q产生的电场线重合，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，它并不表示A外部的电场线)．10．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积S＝0.04 m2的金属板，间距L＝0.05 m，当连接到U＝2 500 V的高压电源正、负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图8所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电荷量为q＝＋1.0×10－17C，质量为m＝2.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：图8(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？答案(1)0.02 s(2)2.5×10－4 J(3)0.014 s解析(1)由题可知，只要上板表面的烟尘能被吸附到下板时，烟尘即被认为全部吸收．烟尘所受静电力为F＝qU/L，L＝12at2＝12Fm t2＝qUt22mL得t＝2mqU L＝0.02 s(2)由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位于板间中点位置，因此，除尘过程中静电力对烟尘所做总功为W＝12NSLqU＝2.5×10－4 J.(3)解法一 设烟尘颗粒下落距离为h ，则板内烟尘总动能E k ＝12m v 2·NS (L －h )＝qULh ·NS (L －h )．当h ＝L2时，E k 达最大．又据h ＝12a 21t则t 1＝ 2h a ＝ mqUL ＝0.014 s解法二 假定所有烟尘集中于板中央，当烟尘运动到下板时，系统总动能最大． 则L 2＝12at 21 所以t 1＝ mqUL ＝0.014 s补充训练1.A 如图所示，将一个导体棒靠近一个带正电的验电器的金属小球，发现验电器张角逐步减小，由此可断定导体原来一定( )A .带正电B .带负电C .不带电D .无法确定答案:B2.B 如图所示，接地金属球A 的半径为R ，球外有一个带电荷量为Q ，到球心O 的距离为r 的点电荷.则该点电荷在球心O 处产生的场强大小等于( )A .22R Qk r Q k- B .22R Qk r Q k+C .0D .2rQ k答案:D3.B 一个金属球原来不带电，现沿着球的直径的延长线放置一个均匀带电细杆MN ，如图所示则金属球上感应电荷所产生的电场在球内直径上a 、b 、c 三点的场强大小E a 、E b 、E c 的大小关系为()A .E a 最大B .E b 最大C .E c 最大D .E a =E b =E c答案:C4.B 如图所示，Q 为一带正电的点电荷，P 为原来不带电的枕形金属导体，a 、b 为导体内的两点.当导体P 处于静电平衡状态时()A .a 、b 两点的场强大小E a 、E b 的关系为E a >E bB .E a 、E b 的大小关系E a =E b =0C .感应电荷在a 、b 两点产生的场强大小E a ′和E b ′的关系是E a ′>E b ′D .感应电荷在a 、b 两点产生的场强大小E a ′和E b ′的关系是E a ′=E b ′ 答案:BC5.B 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 点产生的场强恒大于在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 答案:AC6.C 如图，在两个固定电荷+q 和-q 之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点.在达到静电平衡后，各点的电势分别为φ1、φ2、φ3、φ4，则( )A .φ4>φ3>φ2>φ1B .φ4=φ3>φ2=φ1C .φ4<φ3<φ2<φ1D .φ4=φ3<φ2=φ1答案:B二、填空题(每空6分，共30分)7.B 如图所示，带电荷量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷a 与b 相距L ，在a 与b 间放置一个原来不带电的导体P .当导体P 处于静电平衡状态时，感应电荷在a 、b 连线的中点c 处(c 在导体P 内)产生的电场强度大小为______，方向为______ 答案:28L kQ ;沿ba 连线向左8.B 如图所示，a 为一带电荷量q =1.0×10-5C 的正点电荷，b 为一原来不带电的导体，c 、d 为导体b 内的两点，这两点到点电荷a 的距离都等于10cm .当导体b 处于静电平衡状态时，导体内的感应电荷在c 点和d 点产生的场强大小分别为E c =______N ／C ，E d =______N ／C .请在图中画出感应电荷在c 、d 两点产生的场强的方向.答案:9×106;9×106;图略9.C 如图所示，处于静电平衡状态下的导体内部有a 、b 两点，则将某电荷从a 匀速移到b 的过程中，外力所做的功为______ 答案:0三、计算题(每小题17分，共34分)10.B 如图所示，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，当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内距右端L 31处产生的场强大小为多少? 答案:2)32(9R L kq E E +=='11.C 如图所示，空间存在一方向竖直向下的匀强电场.长L =0.5m 的绝缘细线一端固定于电场中的O 点，另一端系一带电荷量q =+4×10-5C 、质量m =0.1kg 的小球在竖直平面内做圆周运动已知当小球以速率v =4m ／s 通过最高点A 时，绝缘细线中的张力为2N ，求匀强电场的场强大小(取g =10m /s 2)答案:带电小球在最高点受到重力G ，拉力T ，电场力qE ，由牛顿运动定律得C N E Lv m T qE mg /105,32⨯==++。
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。
人教版选修3-1 1.7 静电现象的应用 作业
1.7静电现象的应用作业一、选择题(1～3题为单选题，4～9题为多选题)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。
3.一金属球，原不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c答案：C解析：金属球处在带电细杆的电场内，静电平衡时，带电细杆和金属球上感应电荷在球内各处产生的合场强为零。
设带电细杆在球内a、b、c三点产生的场强分别为E a′、E b′、E c′，静电平衡时满足条件E a′－E a＝0，E b′－E b＝0，E c′－E c＝0。
由于c点离带电细杆最近，带电细杆在c点的场强最大，因此感应电荷在c点产生的场强也最大。
4．如图所示是静电除尘的原理示意图。
A为金属管，B为金属丝，在A、B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了。
有关静电除尘的装置，下列说法正确的是()A．金属管A应接高压电的正极，金属丝B接负极B．金属管A应接高压电的负极，金属丝B接正极C．C为烟气的进气口，D为排气口D．D为烟气的进气口，C为排气口答案：AC解析：电子向A极运动，根据负电荷由低电势点向高电势点运动知A正确，B错误；烟气由低空向高空升起，所以C为进气口，D为排气口，C正确，D错误。
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。
2019_2020学年高中物理第1章7静电现象的应用学案新人教版选修64
7 静电现象的应用[学习目标] 1.知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特性。
(重点) 2.知道什么是静电屏蔽及其有关应用。
3.知道导体上电荷的分配规律。
(难点) 4.了解尖端放电现象。
一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布1．静电感应现象：处于电场中的导体，由于电场力的作用，电荷出现重新分布的现象。
2．静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态。
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。
4．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(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
二、尖端放电和静电屏蔽1．电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷分离的现象。
2．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
3．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为零，外电场对壳内不会产生影响。
4．尖端放电和静电屏蔽的应用、防止(1)尖端放电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，减少电能的损失。
(2)静电屏蔽的应用①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰。
②电工高压带电作业时，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，使人安全作业。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。
物理：1.7《静电现象的应用》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
一、静电平衡导体的电荷分布特点 1．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导 ．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面， 体内部没有电荷. 体内部没有电荷 2．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大. ．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大 3．“远近端”电荷的电性相反，电量相等. ． 远近端”电荷的电性相反，电量相等
ห้องสมุดไป่ตู้
2．静电平衡的实质 ． 导体发生了静电感应现象， 导体发生了静电感应现象 ， 感应电荷在导体内部 产生一个附加电场E′，跟外加电场E反向 反向， 产生一个附加电场 ，跟外加电场 反向 ，使自由电荷 同时又受到F′＝ E′q的电场力 ， 随着导体两端的感应电 的电场力， 同时又受到 ＝ 的电场力 荷不断积累， 逐渐增大 逐渐增大， 荷不断积累 ， E′逐渐增大， 当 E′＝E时， 导体内合场强 ＝ 时 为零，自由电荷所受合力为零， 为零，自由电荷所受合力为零，这时导体中无自由电荷 定向移动，即导体达到了静电平衡状态 定向移动，即导体达到了静电平衡状态.
第七节 静电现象的应用
学习目标： 知道静电平衡现象 知道静电平衡现象， 学习目标 ： 1.知道静电平衡现象 ， 理解处于静电 平衡状态的导体的特点. 平衡状态的导体的特点 2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分 ． 布特点. 布特点 重点难点： 重点难点 ： 尖端放电和静电屏蔽的原因及在实际 中的应用. 中的应用 易错问题：对外电场、 感应电场、 易错问题 ： 对外电场 、 感应电场 、 合电场的关系 认识不清. 认识不清
3．两种情况 ． (1)金属壳内部不受外部影响 金属壳内部不受外部影响 如图1－ － 甲所示 使带电的金属球靠近验电器， 甲所示， 如图 －7－3甲所示，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， 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. 了外电场的影响
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 1.7 静电现象的应用配套课件 新人教版选修31
等势面。 ③表面处的电场强度不为零,表面处的电场强度方向跟导体表面
垂直。
第三页，共24页。
2.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(单位面积上的电荷量) 越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
3 .接 地 金 属 壳 的壳内 电荷分 布不影 响壳外 的电场 。但这 并不 是说 壳 内 电 荷 不 在壳外 空间产 生电场 ,而是 壳内电 荷与壳 内表面 的感应电荷 在 壳 外 空 间 的合电 场强度 处处为 零。
第十八页，共24页。
当堂检测
1.每到夏季,我省各地纷纷进入雨季,雷雨等强对流天气频繁发生。当我 们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电。下列说法正确的是( ) ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野,应远离树木和电线杆
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迁移与应用 2
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 M 放入空腔中, 当静电平衡时,图中 A、B、C 三点的电场强度 大小 E 和电势 φ 的关系是( )
A.EA>EB>EC,φA>φB>φC B.EA=EB>EC,φA=φB>φC C.EA=EB=EC,φA=φB>φC D.EA>EC>EB,φA>φB>φC 答案:D 解析:画出空腔导体内外的电场线分布(图略),可以看出 EB=0,但 φB>0,由内向外电势依次降低,φA>φB>φC;由电场线疏密可看出 EA>EC>EB。处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体是一个等 势体,但其电势并不一定为零。
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
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
【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．
2019-2020学年物理人教版选修3-1课后检测：1.7 静电现象的应用
7 静电现象的应用记一记静电现象的应用知识体系1个概念——静电平衡2个应用——尖端放电和静电屏蔽辨一辨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．处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为0.(√)3．静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态．(×)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．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，原因是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零．(√).想一想1.为什么只有导体才能达到静电平衡状态而绝缘体不能？提示：因导体中有大量的自由电荷，很容易发生静电感应现象，而使感应电荷产生的附加电场与施加感应的电场等大反向，从而使导体内部场强为零，而绝缘体内自由电荷很少，不可能产生和施加感应的电场等大反向的附加电场．2．处于静电平衡的导体内部，感应电荷产生的电场的场强为零吗？提示：不为零．因为处于静电平衡状态的导体内部场强之所以为零，是由感应电荷产生的附加电场和施加感应的电场叠加合成的结果，而对每个电场来说，其场强均不为零．3．金属外壳或金属网罩能产生静电屏蔽的原因是什么？提示：金属外壳或金属网罩产生静电屏蔽的原因是处于静电平衡状态的导体内部场强为零．由于导体内部有大量的自由电荷，当外部电场发生变化时，导体内部感应电荷产生的附加电场和外电场达到等大．反向的状态几乎是瞬时的，所以无论外电场如何变化，都能保证金属壳内或金属网罩内部场强时时为零．思考感悟： 练一练1.(多选)[2019·广西桂林市第八中学期中考试]如图所示，一个不带电的表面绝缘的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是( )A．右端的感应电荷为负电荷B．导体内场强越来越大C．感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强D．C、B两点的电势始终相同答案：CD2.[2019·黑龙江鹤岗市第一中学月考]将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定金属空心球C内(不接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，则( )A．A向左偏离竖直方向，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 的位置都不变答案：B3．[2019·豫北四校联合体期中]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v 0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，下列说法错误的是( )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答案：B4．(多选)[2019·河南周口市期末考试]如图所示，一个原来不带电的半径为r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q 的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r ，则下列说法正确的是( )A ．金属球在达到静电平衡状态后，左侧感应出正电荷B ．感应电荷在球心处所激发的电场强度大小为E ＝，方kQ9r 2向水平向右C ．如果用一小段导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧的电荷将被中和D ．如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则有电子流入大地答案：AB要点一 对静电平衡的理解1.(多选)如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷＋Q，a、b是金属板右侧表面的两点，其中a到＋Q的距离较小．下列说法正确的是( )A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电C．整个导体，包括表面上的a、b点，是一个等势体，且电势等于零D．a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点场强方向相同，但a点的场强比b点的场强要强(大)一些解析：若金属板不接地，右侧表面将感应出负电荷，左侧表面将感应出正电荷；若金属板接地，自由电子通过接地导线导入金属板，再次达到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A项错误，B、C两项正确．金属板接地时，右侧表面上有感应负电荷，而且a点附近的电场线密度(单位表面积的电荷量)比b点附近的电场线密度要大些，场强要强(大)些，又因为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，所以D项正确．答案：BCD2．一金属球，原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比( )A．E a最大 B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c解析：静电平衡后，感应电荷在球内产生的场强和带电棒MN在球内产生的场强等大、反向、共线．用c点离MN最近，故感应电荷在c处产生的场强最大，即C项正确．答案：C3.(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，B项正确；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，C项正确．答案：BC要点二静电屏蔽的理解及应用4.(多选)如图所示，一个不带电的导体球N，置于空心导体球M附近，现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内，则( )A．若M接地，N上无感应电荷B．若M不接地，且M原来不带电，N上无感应电荷C．若M不接地，且M原来不带电，N上有感应电荷D．若M不接地，且M原来带电，N上一定有感应电荷解析：若M接地，空心导体球M外没有电场，N上无感应电荷，A项正确；若M不接地，且M原来不带电，则空心球M外有电场，N上有感应电荷，B项错误，C项正确；若M不接地，且M原来带电，由于Q的放入，可能使空腔电荷集聚于内表面，则N上可能有感应电荷，也可能没有感应电荷，D项错误．答案：AC5.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从小孔中放入球壳内，但不与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C．B的外表面带正电D．B的内表面带负电解析：因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，B的内表面带负电，D项正确，B、C两项错误；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，所以空腔内电场强度不为零，A项错误．答案：D6．在如图所示的实验中，验电器的金属箔片会张开的是________．答案：B基础达标1.在两个固定电荷＋q和－q之间放入两个原来不带电的导体.1、2、3、4为导体上的四个点，达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，下列关系式正确的是( )A．φ4>φ3>φ2>φ1 B．φ4＝φ3>φ2＝φ1C．φ4<φ3<φ2<φ1D．φ4＝φ3＝φ2＝φ1解析：达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φ4＝φ3，φ2＝φ1，由于正电荷在右边，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以越往右电势越高，所以φ4＝φ3>φ2＝φ1，故B项正确，A、C、D三项错误．答案：B2.(多选)如图所示为一空腔球形异体(不带电)，现在将一个带正电荷的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强(E a，E b，E c)和电势(φa，φb，φc)关系正确的是( ) A．E a>E c B．E b>E cC．φa＝φb D．φb>φc解析：画出空腔导体内外的电场线分布，可以看出E b＝0，但φb>0，由内向外，电势依次降低，φa>φb>φc；由电场线疏密可看出E a>E c>E b，故A、D两项正确．答案：AD3．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的．下列关于实验现象的描述及带电情况的判断正确的是( )A．把带正电荷的物体C移近导体A，A、B下部的金属箔都张开且分别带正电和负电B．把带正电荷的物体C移近导体A，只有A下部的金属箔张开且带负电C．把带正电荷的物体C移近导体A，再使A、B分开少许，稳定后A、B下部的金属箔都张开且分别带负电和正电D．把带正电荷的物体C移近导体A，再使A、B分开少许，稳定后A、B下部的金属箔都闭合且均不带电解析：感应带电是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷，金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，故A、B两项错误；由上可知，把带正电荷的物体C移近导体A，再使A、B分开少许，稳定后A、B下部的金属箔都张开且分别带负电和正电，故C项正确，D项错误．答案：C4.(多选)如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是( )A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零D．电工穿上屏蔽服后，体内电势为零解析：屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等势屏蔽面，从而使人体免受高压电场及电磁波的危害，等势面说明电势相等而不是等于0，而电场中的导体内的电场强度为0，所以B、C两项正确，A、D两项错误．答案：BC5．[2019·江西赣州市联考]如图，一个枕形导体AB原来不带电．将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为－Q，与AB中心O点的距离为R.由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷，达到静电平衡时，则( )A ．导体A 端电势高于B 端电势B ．导体A 端电势低于B 端电势C ．感应电荷在D 点产生的场强为0D ．感应电荷在O 点产生的场强大小为k QR 2解析：当达到静电平衡时导体是一个等势体，A 端电势等于B 端电势，A 、B 两项错误；点电荷和感应电荷在导体中心O 点产生的电场的合场强为0，感应电荷在O 点产生的场强与点电荷产生的场强等大反向，所以感应电荷在O 点产生的场强大小为k ，C 项错误，D 项正确．QR 2答案：D6．人造飞船返回地球经过大气层时，返回舱表面附近形成一个温度高达几千摄氏度的高温区．高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，这时返回舱与外界的联系会中断，出现这种现象的原因是( )A ．返回舱受到的万有引力消失B ．返回舱为了安全而暂时关闭通信系统C ．返回舱周围高温气体被电离成等离子体，从而对飞船起屏蔽作用D ．返回舱表面温度太高，如同火球，使得航天员看不见外面，外面也看不见返回舱里面解析：由于高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，对返回舱起到静电屏蔽作用，所以返回舱与外界信号中断，故A 、B 、D 三项错误，C 项正确．答案：C7．如图所示，将带正电的金属球A 移至固定在绝缘支架上的导体BC 附近，导体BC 达到静电平衡状态后，下列说法正确的是( )A ．导体B 端带负电，C 端带正电，且B 端电势比C 端电势低B ．用手摸一下导体B 端可使导体带上正电C ．导体C 端电势比金属球A 电势高D ．导体内感应电荷的电场强度大小沿BC 方向逐渐减小解析：导体BC 达到静电平衡状态后，导体是等势体，两端的电势相等，导体B 端带负电，C 端带正电，故A 项错误；用手摸一下导体B 端可使导体带负电荷，因为BC 的电势高于大地，当用手触摸时大地上的负电荷会在电场力的作用下向BC 运动，中和正电荷，使导体带负电，故B 项错误；电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，而沿电场线方向电势不断降低，故导体C 端电势比金属球A 电势低，故C 项错误；导体BC 达到静电平衡状态后，内部场强处处为零，感应电荷的电场强度与A 的电场强度大小相等方向相反，由点电荷的电场强度公式E ＝可知，kqr 2感应电荷的场强沿BC 方向逐渐减小，故D 项正确．答案：D8．如图所示，两个相同的空心金属球M 和N ，上部均有小孔，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—个不带电的金属球P 和R ，当将带电荷量为＋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 上有感应电荷而R 上没有感应电荷D ．P 上没有感应电荷而R 上有感应电荷解析：当将带正电的小球放入M 的空腔中时，由于静电感应，M 的内表面带电荷量－Q ，外表面不带电．所以金属球M 外部不存在电场，不能使P 产生静电感应，P 上没有感应电荷．当将带正电的小球放入原来不带电的N的空腔中时，由于静电感应，N内表面带负电荷，外表面带正电荷，N外部有电场，使R产生静电感应，故D项正确．答案：D9．一个不带电金属球壳，在它的球心放入一个正电荷，其电场分布是图中的( )解析：由于处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零，故A项不正确；由于空腔内部有一个正电荷，故在空腔内表面感应出等量的负电荷，外表面感应出等量的正电荷，因此C、D项不正确；因外表面上分布有正电荷，故电场线应呈辐射状，B项正确．答案：B10．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′的方向在选项图中正确的是( )解析：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项正确．答案：A11．[2019·湖南长沙一中期中考试]如图所示，金属球壳A带有正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连，以下操作所发生的现象正确的是( )A．将c移近A，但不与A接触，B会张开一定角度B．将c与A外表面接触后移开A，B不会张开一定角度C．将c与A内表面接触时，B不会张开一定角度D．将c从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从A上小孔放入A内，并与其内壁接触，再提出空腔，与b接触，B会张开一定角度解析：将c移近A的过程中，由于静电感应，金属小球c感应出负电荷，静电计指针上感应出正电荷，B会张开一定角度，A项正确；将c与A外表面接触后移开A，由于接触使静电计带电，B会张开一定角度，B项错误；将c与A内表面接触，静电平衡后，电荷只分布在导体外表面，静电计可视为导体外表面，静电计B会张开一定角度，C项错误；将c从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从A上小孔放入A内，并与其内壁接触，由于空腔导体内部没有电荷，再提出空腔，与b接触，B不会张开一定角度，D项错误．答案：A12．一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示．在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是( )A．φA＝φB B．φB＝φAC．E A＝E B D．E B＝E C解析：由于空心导体为等势体，所以φB＝φC，A项错误、B 项正确；由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，C、D两项错误．答案：B能力达标13.如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时．(1)比较A端和B端电势的高低．(2)比较A 点和B 点场强大小．(3)比较A 、B 端外表面场强大小．(4)若A 端接地，AB 导体带什么电？(5)若把A 端和B 端用导线连接，A 、B 端电荷中和吗？解析：(1)AB 导体处于静电平衡状态，是等势体，φA ＝φB .(2)A 点和B 点场强均为零，E A ＝E B ＝0.(3)利用电场线分布可知A 端分布密，E ′A >E ′B .(4)AB 导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB 流向大地，则导体带正电，与A 、B 哪端接地无关．(5)A 端和B 端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和．答案：见解析14．如图所示，长为L 的金属杆原来不带电，在距其左端r 处放一个电荷量为q的点电荷，问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P 处产生的场强．解析：(1)(1)金属杆处于静电平衡时内部场强处处为0，故金属杆中点处场强为0.(2)内部场强是两个场强的叠加，所以E 感－E ＝0答案：(1)0 (2)kq /(r ＋)2，方向向左L 2。
静电现象的应用知识讲解
静电的最大危害是，放电火花会点燃某些易燃物质，引起爆炸 ，专门用来装汽油、柴油等液体燃料的卡车，在灌油和运输过 程中，燃油与油罐摩擦、撞击产生的静电，如果没有及时引走 ，一旦电荷积累相当多，达到相当高的电压(可达上千伏)，就会 产生火花放电而引起爆炸．雷电将使建筑物和动植物以及人受 到致命的伤害，引起火灾．医院手术台上，静电火花会引起麻 醉爆炸．煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸．航天工业里，静 电放电会干扰航天器的运行，甚至会造成火箭和卫星的发射失 败．在石化工业，因静电引起的事故屡见不鲜．
静电会给人们带来麻烦，甚至造成危害．在印刷厂里，纸张之 间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难于分开，给印刷带来麻烦 ；在印染厂里，棉纱、毛线、人造纤维上的静电会吸引空气中 的尘埃，使印染质量下降．静电对现代高精密度、高灵敏度的 电子设备颇有影响，带静电很多的人，会妨碍电子计算机的正 常运行，会因火花放电击穿电子仪器的某些器件．
状态．
2 处于静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强 处处为零 ． (2)处于静电平衡状态的整个导体是个 等势体 ，它的表面是 个 等势面 ，地球是一个 等势体 ．
二、导体上电荷的分布特点
1．导体内部 净没电有荷，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 置几乎 没有电荷． 3．尖端放电
1 静电平衡实质 (1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的 定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方 向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐 减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止． (2)静电平衡时，导体内存在两个电场：外电场 E0 和感应电荷 在导体内部产生的附加电场 E′，在导体内部各位置，附加电场 E′与外电Байду номын сангаас E0 方向相反、大小相等，导体内各位置的合场强为 零，自由电荷所受合力为零．
1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1 同步练习
静电现象的应用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下如图所示，就可以防止“触电”。
关于这一现象及这一产品，下列说法不．正．确．的是A. 这种“触电”现象是一种静电现象B. “静电消除器”应该为导体C. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失D. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体2.在电力行业，有一种“超高压带电作业法”。
这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。
下列说法正确的是A. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电场强度为零，可以保护人体B. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电势为零，可以保护人体C. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率很小，因此人体无危险D. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险3.据新闻媒体报道：2018年8月31日下午，武汉工程职业技术学院一名大二学生骆某被雷击倒地，不幸身亡。
这一事件告诫我们，防雷十分重要。
在野外遇到电闪雷呜时，应当A. 躲进小山洞B. 躲在大树下C. 撑着钢柄雨伞D. 站在避雷针旁边4.如图所示，金属球A的半径为R，球外一个点电荷带电量为q，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心O产生电场的电场强度大小为A. B. C. D.5.如图所示为空腔球形导体不带电，现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E和电势的关系是A. ，B. ，C. ，D. ，6.一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场分别为、、，三者相比有A. 最大B. 最大C. 最大D.7.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将A. 不会张开B. 一定会张开C. 先张开，后闭合D. 可能会张开8.图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属壳，在图示情况下，放在绝缘板上的小纸屑图中会被吸引的是A. B. C. D.9.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发生接触，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的内表面带负电D. 将A移走后，B的外表面带负电10.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。
1.7 静电现象的应用
- 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。
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• 练习2：
如图长为L的薄空腔导体棒原来不带电，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。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？
解析： 达到静电平衡后
q
+
R
O
E感 L
E源
导体内部处处场强为零。
E感 E源
2）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。
A
A
B
(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。
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。
阅读：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。
3.尖端放电的应用——避雷针 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气电离 尖端放电
（四）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。
E导体=0
放入电场E中带空腔导体
E空腔=0
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：
四 、 课
部开孔，有两只带正电的金属球B、C用金 属导线连接，让B球置于球壳A的空腔中与 内表面接触后又提起到如图所示的位置，C 球放在A球壳外离A球较远，待静电平衡后，
时 训
正确的说法是 ( ) BC A、B、C球都带电
练 B、B球不带电，C球带电
C、让C球接地后，B球带负电
D、C球接地后，A球壳空腔中场强为零
• 练习4：
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
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。
+
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。
练习1： 如图所示在真空中把一与外界绝缘
的导体AB向带负电的小球缓慢的靠近时，下
列说法正确的是（
）
AC
A、B端的感应电荷越来越多 A M N B - P
B、导体内部场强越来越大
C、导体的感应电荷在M点产生的场强小于在 N点产生的的场强
E源
K
(R
q L)2
2
方向：如图所示
E感
K
(R
q L)2
2
1、静电平衡状态下导体的电场 概念：静电平衡、静电屏蔽、静电感应 静电平衡条件：导体内部的场强处处为零。
课 2、导体上电荷的分布 1）导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。
时 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 小 结 3、尖端放电
地构成等势体，A与B不在
等势，A的内部到B也将有
电场， 选BC
• 练6：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
尖端放电现象、应用。 4、静电屏蔽
静电屏蔽现象、应用。
• 练习3：
有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正 电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有 2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁 相接触，如图所示，
则B球上电量为＿＿0＿＿C，
A球上电荷量为＿2＿X1＿0-6＿C， 分布在外＿表＿面＿＿。
第七节 静电现象的应用
(一）静电平衡状态下导体的电场
-
+ +
E0
-+
-
E感
+ +
E0
-
+
-
E感
+ +
E0
-
+
E合=E外+E感=0 此后导体内电荷不再发生转移，达到静电平衡
(二)静电平衡导体上的电荷分布
法拉第圆通实验： • 实验结论：
1）导体内部（内表面） 没有净电荷,电荷分布在 导体的外表面；
带电圆筒