静电现象及其应用PPT教学课件

1 2
mv0
2
c
os2
10.如图,O是一固定点电荷,另一点电荷P从很远处以 初速度0射入点电荷O的电场,在电场力作用下的运 动轨迹是曲线MN.a、b、c是以O为中心,Ra、Rb、 Rc为半径画出的三个圆,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4 为轨迹MN与三个圆的一些交点.以|W12|表示点电 荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小,|W34|表 示由3到4的过程中电场力做的功的大小, 则( )
个等势体，它的表面是个等势面。
二、导体上电荷的分布
一个导体，不论原来是不是带电，放 入电场以后，都会由于静电感应而在 导体的不同部位出现不同的电荷。
那么，在静电平衡状态下，导体上的 电荷怎样分布呢？
法拉第圆筒实验(演示)
实验模拟
实验结论
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。
A. C对P板的压力先变小后变大 B. C的加速度先变小后变大 C. C的电势能先变小后变大 D. C的速度先变小后变大
答案 AB
• 9.一匀强电场,场强方向是水平的(如图所示), 一个质量为m的带正电的小球,从O点出发, 初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用 下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动. 求小球运动到最高点时其电势能与在O点的 电势能之差.
2.实验原理 (1)如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产 生的弹力与钩码总重力大小相等. (2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码 拉力下的伸长量,建立坐标系,以纵坐 标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧 的伸长量x,在坐标系中描出实验所测 得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验 所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系.
3.实验器材 除轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台外,还需重垂 线,坐标纸,三角板. 4.实验步骤 (1)如图所示,将铁架台放于桌 面上(固定好),将弹簧的一端固 定于铁架台的横梁上,在靠近弹 簧处将刻度尺(分度值为mm)固定 于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直.
(2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. (3)在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端
所对应的刻度L1. (4)用上面方法,记下弹簧下端挂2个､3个､4个……钩码时,弹 簧下端所对应的刻度L2､L3､L4……并将所得数据记录在表格 中.
(5)用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个､2个､3个……钩码时弹簧的 伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重
力,这个总重力就等于弹力的大小,将所得数据填入表格.
3.实验器材 方木板,白纸,弹簧测力计(两个),三角板,刻度尺,图钉(若干 个),细芯铅笔,橡皮条,细绳套(两个). 4.实验步骤 (1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上. (2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上 两个细绳套.
(3)用两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条, 使橡皮条伸长到某一位置O,如图所示,记录两弹簧测力计的 读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向. (4)用铅笔和刻度尺从结点O沿 两条细绳方向画直线,按选定的 标度作出这两个弹簧测力计的拉 力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻 边用刻度尺作平行四边形,过O点 画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.
生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累, 这时接地是一项有效措施.
四、静电屏蔽(演示)
四、静电屏蔽
应用: 1.野外高压输电线 2.电力工人在带电作业时的工作服
典型例题1 一个空腔金属球，球壳有一定
厚度，球心处有一个负点电荷，a、 b、c、d四点分别位于空腔、球壳、 球的外表面、球外，如图所示,试比 较四点的场强大小.
2.如图所示是描述某根弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系 图象,下列关于这根弹簧的说法中正确的是( ) A.弹簧的劲度系数是2 N/m B.弹簧的劲度系数是2×103 N/m C.当受到800 N的拉力作用时, 弹簧的长度是40 cm D.当弹簧伸长量为20 cm时,弹 簧产生的拉力是200 N
答案:B
(5)只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同 样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,用刻度尺 从O点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉 力F‘的图示. (6)比较力F’与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方 向上是否相同. (7)改变两个力F1和F2的大小和夹角,再重复实验两次.
3.在做“验证力的平行四边形定则”实验时,下面列出的措 施中,不利于改进实验结果的是( ) A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力应适当大些 B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些 C.拉橡皮条时,橡皮条､细绳和弹簧测力计平行贴近木板面 D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些
答案:B
解析:拉力“适当”大些能减小误差;而夹角“尽量”大些, 则使作图误差变大;橡皮条等“贴近”木板,目的是使拉线水 平;绳子要细且稍长便于确定力的方向,因此选B.
2、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。
静电平衡的导体的性质
1.导体内部的场强处处为零,导体表面 的场强不一定等于零
2.导体内部没有净电荷 3.电荷只分布在导体的外表面上 4.导体内部没有电场线,电场线与导体 外表面垂直.
三、尖端放电
三、尖端放电
两种放电方式: 1、火花放电 2、接地放电
典型例题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 电场如何的大小_______,方向______.
6、水平向右匀强电场，带电球A点竖直上抛，轨迹 如图，A、B两点在同一水平线上，M为轨迹最高点． 小球抛出时的动能为4J， 在M点时它的动能为2J， 不计其他的阻力．求：
量的大小为 ( ) • A. qE(M m) g B.
k
qEG(M m)
k
• C. qEMg D.
qEmg

k
A
§2.4 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系
验证力的平行四边形定则
知识精要 一､探究弹力与弹簧伸长的关系 1.实验目的 (1)探究弹力与弹簧伸长的定量关系. (2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.
疑难点二.“验证力的平行四边形定则”的实验中有哪些需 要注意的问题? 名师在线:1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连 两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记 录结点O的位置. 2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同. 3.不要用老化的橡皮条,检查方法是用一个弹簧测力计拉橡 皮条,要反复做几次,使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计 读数有无变化.
• A. |W12|=2|W34| • B. |W12|＞2|W34| • C. P、O两电荷可能同号 • D. P的初速度方向的延长线
与O之间 的距离可能为零 答案 B
• 11.有三根长度皆为l=1.00 m 的绝缘轻线, 拴有质量 皆为m=1.00×10-2 kg的带电小球A和B,它们的电荷 量分别为-q和+q, q=1.00×10-7 C. A、B之间用第 三根线连接起来.空间中存在大小为E=1.00×106 N/C的匀强电场, 方向沿水平向右,平衡时A、B球的 位置如图所示.现将O、B之间的线烧断,由于有空气 阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置.求最后两球 的机械能与电势能的总和
疑难精讲 疑难点一.“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中有哪些 需要注意的问题? 名师在线:1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出 它的弹性限度.要注意观察,适可而止. 2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标系上描的 点尽可能稀,这样作出的图线更精确.
3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时 测量,以免增大误差. 4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意 一定要使各点均匀分布在曲线的两侧. 5.记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位.
双基精练 1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,关于操作步 骤的先后顺序,下列说法正确的是( ) A.先测量原长,后竖直悬挂 B.先竖直悬挂,后测量原长 C.先后顺序对实验结果无影响 D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
答案:BD
解析:因本实验表示弹簧伸长量采用挂重物后总长减去原长 的方法,而弹簧自重将导致弹簧伸长,先竖直悬挂后再测原长, 可消除由弹簧自重带来的误差,故选BD.
4.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳 套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳 套后,再将所标点与O点连直线确定力的方向. 5.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要 恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.
(6)根据所测数据在坐标纸上描点,最好以弹簧弹力为纵坐标, 以弹簧的伸长量为横坐标.
(7)按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线 (包括直线).所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意 使曲线两侧的点数大致相同. (8)以弹簧的伸长为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝 试一次函数,如果不行则考虑二次函数. (9)解释函数表达式中常数的物理意义.
问题:
电场作用前 电场作用时
静电平衡的过程(演示)
(1)
(2)
(3)
一、静电平衡状态下导体的电场
静电感应现象： 处在电场中的导体,电荷重新分布的现象
静电平衡状态： 导体处处无电荷定向移动的状态．
一、静电平衡状态下导体的电场
注意: 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整个导体是
（1）小球的水平位移S1与S2的比值． （2）电场力F与重力G的比值．（用根式表示） （3）小球落回到B点时的动能EKB