静电感应现象的应用优秀课件

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+++ + +
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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.
对内静电屏蔽
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，其内部区域不 受外电场影响
静电屏蔽的另一种形式
金属罩接地后，地上的自由 电子，沿导线向上移动，把 金属罩外部的正电荷中和， 结果，小球的电场被控制在 金属罩的内部，外部不再受
c
E和电势φ的关系是：
（A.EADEB)ECABC
·
B.EAEBEC ABC
C.EAEBEC ABC
D.EAECEB A B C
4：如图所示接地金属球A的半径为R，球外
点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点
电荷的电场在球心的场强等于多少？感应电
荷在球心的场强多大？方向如何？
解:点电荷Q产生的场强与
解:E1
E2
k
(
Q r )2
Q 4k r2
+Q
2
OE
E ·E
-Q
E
E1
E2
8k
Q r2
方向水平向左
6.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__正____电， 内表面带_负_____电；若用手 接触一下球壳后球壳内表面 带___正___电，外表面_不__带_电__；
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。
静电屏蔽的应用
3、三条输电线的上方还有两条导线，与大地 相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏 蔽起来，免遭雷击。
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
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，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。
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带 正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电 荷异号粒子，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 。这个现象叫尖端放电。
（2）为了更好的应用尖端放电原理中和云 层中的电荷，避雷针的上端做成几股针尖状
尖端放电 应用:避雷针
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
静电屏蔽
思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?
不会 因为导体壳内部合场强为零
.
对外静电屏蔽
当空腔接地时，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，外部不再受腔 内电场的影响
例1.在图所示的实验中，验电器的金属箔会 张开的是：（ B）
金属 网
Q
Q
Q
A 绝缘底座 B
C 地面
注意观察：B图和C图不同。金属网罩一个
接地，一个不接地。
A图属于内屏蔽，C图属于外屏蔽。
E
2.静电平衡
-
-
--
-
E0
-
-
1、导体中自由电荷 在电场力作用下将发 生定向移动.
感应电荷.感应电场
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.
-E'
-
E'
-
E'
-
3、感应电荷的电
-
场增到与外电场相
-
等时，导体内合场
-
E0 强为零。自由电荷
E'
-
的定向移动停止 .
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
2．具有一定厚度的空心金属球壳的球心 位置处放一正电荷，下面中的四个图 画出了其空间电场的电场线情况，符 合实际情况的是( Ｄ )
3．为一空腔球形导体(不带
电)，现将一个带正电的小金
ABaidu Nhomakorabea
属球放入腔中，当静电平衡 Q
时，图中A、B、C三点的场强 B
思考：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，其外部表面附近任何一点的 场强方向跟该点的表面垂直。
E
++ --
++ --
++ --
++ --
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
尖端放电
尖端放电的原理有何应用？
避雷针是利用尖端放电避免雷击的 一种设施
避雷针
3.避雷针
（1）避雷针的原理：带正（负）电的 云层靠近避雷针时，因同种电荷相互 排斥，异种电荷相吸引，电子由大地 流向避雷针尖端（电子由避雷针尖端 流向大地），避雷针上端留下异种电 荷，当电荷积累到一定程度时，通过 尖端放电，逐渐中和云层中的电荷。
感应电荷无关E
k
Q r2
,A
R
EoE
r
Q
方向沿QO指向O
注意：E、E`和E合的
E是点电荷Q产生的电场（即 外电场），E`是感应电荷产
区别E由外电场决定，生的电场（附加场），E合是
E`=E，E =0
两个电场叠加后的合电场
5：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？
（3）导体外部电场线与导体表面垂直
导体上电荷的分布
法拉第圆筒 实验 初态：B带电， A不带电
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
（4） 电荷只能分布在外表面上，在导体的 外表面，越尖锐的位置电荷密度越大， 凹陷处几乎没有电荷。
静电感应现象的应用优秀课件
一、静电感应现象
1、静电感应现象:导体中的自 由电荷由于受到外电场的作用而重 新分布的现象叫静电感应现象.
++
A
++
__
B_ _
+++++
C
+++++
思考
（1）将金属导体放入电场中,导体内的 自由电子怎样移动？ （2）自由电子会在什么地方积聚？ （3）电子的积聚会出现怎样的结果？ （4）最终会出现怎样的现象？
-
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。
－ －－－－－
E` ＋＋＋＋＋＋
E
－－－E合=0
＋＋ ＋
E
－＋
－－ ＋＋
2、静电平衡状态: 导体表面和内部电荷停止定向移 动的状态。
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