高二物理选修3-1.1.7 静电现象的应用 LI
人教版高中物理选修3-1PPT课件 1.7静电现象的应用
②电势的特点
带电导体的等势面
处于静电平衡状态的导体,整个导体是等势体,它的表面是个等势面
静电平衡状态下导体的电场
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。 这是我们常常把大地选做零电势体的一个原因。
处于静电平衡状态的导体,其上的电荷如何分布?
导体上的电荷和电势分布
掌握静电平衡时导体的电荷分布 掌握静电平衡时导体上的电势分布
当导体的尖端聚集大量的电荷时,会发生什么现象呢?
尖端放电
理解并掌握尖端放电的产生原理 知道尖端放大
尖端周围电场强
空气电离
空气中残留带电粒子剧烈运动
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
尖端放电
尖端放电的应用——避雷针
带电雷雨云 接近
避雷针 静电感应
金属棒出现与云层相反电荷 尖端放电
根据电势差与电场强度的关系可知,若电场强度处处为0,则任意两点间 的电势差为0,也就是导体上各点的电势都相等。
所以,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。
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态下导体的特点
①场强的特点 处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为零 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
静电平衡
导体中自由电荷在 电场力作用下将发 生定向移动。
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。
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。
静电平衡
静电平衡状态:
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。
高二物理人教版选修31 1.7静电现象的应用教案
高二物理人教版选修31 1.7静电现象的应用教案(3)问题:1.在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗?2.是什么作用使金属内的电子定向移动的?此移动一直进行吗?3.静电平衡后金属导体内部有电场吗?答:1.使空间电场重新分布。
2.源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动。
3.静电平衡状态:导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态。
发生静电感应后的导体,两端面出现等量感应电荷,感应电荷产生一个附加电场E附,这个E附与原电场方向相反,当E附增到与原电场等大时,(即E附与E外),合场强为零,自由电子定向移动停止,这时的导体处于静电平平衡状态。
注意:这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动,内部的电子仍在做无规则的运动。
2.静电平衡状态下导体的特点(1)内部场强处处为零,电场线在导体内部中断。
导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生电场这两种电场叠加的结果。
(2)整个导体是等势体,表面是个等势面;导体表面上任意两点间电势差为零。
(因为假若导体中某两点电势不相等,这两点则有电势差,那么电荷就会定向运动)(3)表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直;(因为假若内部场强不为零,则内部电荷会做定向运动,那么就不是静电平衡状态了)(4)净电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷。
曲率半径小的地方,电荷密度大,电场强,这是避雷针的原理。
理论证明:中性导体带电后,由于同种电荷相互排斥,净电荷只能分布在表面。
反证法:若内部有净电荷,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态。
(4)导体表面附近的电场线与表面垂直。
(5)静电平衡时导体周围电场分布:上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线。
例1.如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢靠近(不接触,且未发生放电现象)时,下列说法中正确的是( )A. B端感应电荷越来越多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 点产生的场强D .导体感应电荷在M 、N 两点产生场强相等解析:绝缘导体移近带负电的小球P 时,导体中自由电子受到带负电小球P 的电场作用变大,使自由电子不断地向B 端移动,A 、B 两端感应电荷不断增多,故A 选项正确。
2021年高中物理选修3-1课件:1.7静电现象的应用+课件
避雷针是利用尖端放电 避免雷击的一种设施
五、静电屏蔽
不管空壳导体是否接地,导体壳(或金属网罩)可 以把外部电场遮住,使其内部不受外电场的影响。 或者说可保护其内部区域不受外电场影响 。
静电屏蔽的应用
电学仪器和电子设备外面的金属罩,通讯电缆外面 包的一层金属皮,可以防止外电场的干扰。
静电屏蔽的应用
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,可以对人体起到静电屏蔽作业, 使人安全作业。
例3:如图所示,A、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,
感应电荷在导体中产 生反方向的附加电场
- E′ +
E0
思考
1、金属导体的微观结构如何?
将金属导体放入外电场E0中 2、自由电子怎样移动?从低电势移动到高电势
3、自由电子会在什么地方积聚?
4、电子的积聚会出现怎样的结果? 5、最终会出现怎样的现象?
感应电荷在导体中产 生反方向的附加电场
- E′ +
E0
一、静电平衡状态 导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态
- E=0 +
E0
二、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 强调:导体内部的场强处处为零,是施感电荷产生的外 加电场和感应电荷产生的附加电场相互叠加的结果,在 导体内部的任意一点外加电场和感应电场的场强都是 大小相等,方向相反,合场强为零。
高中物理人教版课件选修3-1 1.7静电现象的应用
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静电平衡状态下的导体
1.探究静电平衡状态下导体的电场 (1)如图,将一不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电 场中,讨论:导体内部自由电子怎样移动?电子的聚集最终会 出现怎样的结果?
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(2)试讨论:当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发
生变化时,还会继续发生静电感应现象吗?如果继续发生静电感 应现象,最终结果是什么?
提示:当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化
时,还会继续发生静电感应现象,再次达到平衡。所以静电平衡 是一个动态的平衡。
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提示:(1)处于静电平衡的导体内部场强处处为零是因为感应
电荷的场强和外电场合场强为零,而不是导体内部无电场,故 (1)错误。
(2)当达到静电平衡时,金属球内部场强处处为零,与金属球
带电量无关,故(2)正确。 (3)避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施,通过避雷针 尖端放电后,建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击,故(3) 正确。
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课堂导学(1)定义:当金属外壳达到静电平衡时,内部_____ 内部 起保护作用,使其_____ 内部 不受_________ 外部电场 金属的外壳会对其_____
影响的现象。 金属壳,野外高压线上方还有 (2)应用:电学仪器外面有_______
静电平衡状态。
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高二物理选修3-1《1.7 静电现象的应用》课件(PPT共17张)
焦旗风
一、静电平衡状态下导体的电场
1.静电平衡状态
(1)静电平衡
当导体中的电荷不再发生电荷的定向移动,导 体达到一种平衡状态, ,从而场强分布不随时间 变化时,导体就达到了静电平衡。
(2)静电平衡状态
导体中(包括表面)没有电荷的定向移动静电屏蔽 了解了静电屏蔽现象及其应用。
• 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?
+q
O R L
答:
则
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
3.尖端放电的应用
避雷针
四、静电屏蔽
1
2
四、静电屏蔽
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。
2.静电屏蔽的应用
[总结]
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。
均匀球形导体
三、尖端放电
尖端放电原理: 1 .空气的电离
在强电场作用下,物体曲率大的地方 强电场使空气分子中正负电荷分离的现 (如尖锐、细小的顶端,弯曲很厉害处 )附 象叫做空气的电离。 近,等势面密,电场强度剧增,致使这里 2.尖端放电 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, 在强电场作用下,物体尖端部分发生的一 专指尖端附近空气电离而产生气体放电的 种放电现象称为尖端放电。 现象
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。
选修3-1 1.7静电现象的应用
高压人体放电
静电平衡状态下导体的电场
1、静电感应和平衡
把金属导体放在外电场E 把金属导体放在外电场E0中,由于导体内的自由电子受电场力 作用而定向移动,使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 作用而定向移动,使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
A
D
E0
B
Hale Waihona Puke C静电平衡 发生静电感应的导体, 发生静电感应的导体,当感应电荷产生的附 加电场E`和原电场E在导体内叠加为零, E`和原电场 加电场E`和原电场E在导体内叠加为零,即E`=E 自由电子停止定向移动, 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。 态叫静电平衡状态。
静电屏蔽的应用 3、三条输电线的上方还有两条导线,与大 三条输电线的上方还有两条导线, 地相连,形成一个稀疏的金属网, 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。 线屏蔽起来,免遭雷击。
练习
当导体达到静电平衡状态时, 当导体达到静电平衡状态时,其场强的特 征是: 征是:( C ) A.外电场 消失。 外电场E A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场 为零。 感应电荷产生的电场E B.感应电荷产生的电场E'为零。 C.导体内部合场强 导体内部合场强E =0。 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 导体表面和内部场强均为零。 D.导体表面和内部场强均为零。
- - - - - - + + + + + + + - - + -E合=0 + - + - + - +
E
E`
E
2、处于静电平衡状态导体的特点: 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 整个导体是一个等势体,
高中物理选修3-1人教版1-7 静电现象的应用
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
案例:如图所示,在水平放置的光滑金属板中心正上方 有一带正电的点电荷 Q,另一表面绝缘,带正电的金属小球 (可视为质点,且不影响原电场)自左以初速度 v0 向右运动, 在运动过程中( )
A.小球做先减速后加速运动 B.小球做匀速直线运动 C.小球受到的电场力先做负功后做正功 D.小球受到的电场力做功为零
(2012·威海模拟)如图所示,用起电机使金属鸟笼带电,站 在金属架上的鸟安然无恙,且不带电,其原因是( )
A.鸟的脚爪与金属架绝缘 B.鸟与笼电势相同,无电势差 C.鸟笼内部场强为零,电荷分布在笼的外表面 D.起电机使笼带电,笼的电势不会很高
答案:BC
解析:由于金属鸟笼的静电屏蔽作用,使得鸟笼内部场 强为零,电荷分布在笼的外表面,C 正确;处于静电平衡状 态的鸟笼是一个等势体,其上各点电势都相等,故 B 正确; 鸟的脚爪与金属架不是绝缘的,A 错误;起电机使鸟笼带电, 电势可以达到很高,D 错误。
外部电场 影响的现象。 2.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,都是利用静电屏蔽现象消除外电 场的影响。
尖端放电
1.定义:由于导体尖端的 电荷密度 很大,其附近电场 很强 ,使得空气电离与尖端上的电荷 中和 ,这相当于导 体从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电。
第一章
静电场
第七节 静电现象的应用
高中物理 1.7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
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__。
电场,因与原来的电场反向,叠加的结果是使原电场强度逐渐 减弱,直至导体内部各点的合电场强度等于零为止,此时导体 内的自由电子不再发生定向移动,处于一个平衡状态,我们就 说导体达到了静电平衡状态。
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平 衡时,自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零,是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。
[完美答案] A
感应电荷场强的求解思路 (1)先求解外电场在该处场强的大小和方向。 (2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理,求 解感应电荷在该处的场强,此场强与外电场的场强大小相等,方 向相反。
下列说法正确的是( ) A. 处于静电平衡的导体,由于导体内的电场强度为零,所 以导体内的电势也为零 B. 处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场的出现, 导体内的原电场变为零 C. 处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场和原电 场相互抵消,导体内的电场变为零,但导体表面的电场不为零, 且与表面垂直
3. 条件 内部电场处处为零,即E内=0。
由于静电感应,在导体两侧出现等量异种感应电荷,感应 电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′,在导体内任一 点E′=-E0,使得合电场强度E内=0。
【最新】高中物理选修3-1课件(人教版):1.7+静电现象的应用(共75张PPT).ppt
【答案】D
3.一个带电的金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部的电场
强度( )。
A.一定增强 B.不变 C.一定减弱 D.可能增强也可能减弱
【答案】B
4.(多选)如图所示,在真空中把一根原来不带电的 绝缘导体棒向带负电的小球 P 缓缓靠近(不相碰)。
下列说法正确的是( )。
A.B 端的感应电荷越来越多 B.导体内电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在 M 点产生的电场强度恒大于在 N 点产生的
虽然也受到静电力作用,却不会定向移动。
(2)当导体 ABCD 的两面分别聚集正负电荷时,在导体内部就会 产生与 E0 方向相反的电场 E',如图乙中的虚线所示,这两个电场叠加,
使导体内部电场强度减弱。
(3)由于只要导体内部的电场强度不为零,自由电子就会继续定
向移动,导体 ABCD 两面的正负电荷就会继续增加,使电场 E'增强,直
现什么结果? (3)如图丙所示,为什么处于静电平衡的导体内部电场处处为零?
导体内自由电子是否会一直定向移动? (4)用什么方法可以证明处于静电平衡状态的导体的外表面附近任Biblioteka 一点的电场强度必定与这点表面垂直?
解答:(1)因为金属导体内有可以自由移动的电子,所以这些自
由电子在电场 E0 中受到静电力的作用发生定向移动。虽然绝缘材料 内部也有电荷,但不能自由移动,所以把绝缘体放入电场 E0 中,电荷
知识链接:关于对处于静电平衡状态的导体的特征以及其电荷 分布规律的理解,可以多用“反证法”来思考。
到导体内各点合电场强度为零时,导体内自由电子不再移动,这就是 所谓的“静电平衡状态”。
(4)可以用“反证法”,如图丁所示,假设处于静电平衡状态的导
人教版高二物理选修3-1第一章1.7静电现象的应用(概念、课堂例题、课后作业)(有答案)
⼈教版⾼⼆物理选修3-1第⼀章1.7静电现象的应⽤(概念、课堂例题、课后作业)(有答案)1.7静电现象的应⽤班级_____姓名_________ 【学习⽬标】1.了解静电平衡的概念,知道处于静电平衡的导体的特性。
2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。
【基本概念】⼀、静电平衡状态下的导体的电场1.静电感应现象:把导体放⼊电场,导体内部的______________在电场⼒作⽤下定向移动,⽽使导体两端出现______________电荷的现象。
2.静电平衡状态:导体在电场中发⽣静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场强度______________,导体内的⾃由电⼦不再______________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______________。
(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____________。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个______________,导体的表⾯为______________。
⼆、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______________。
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。
【例题讲解】[例1]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,则下列说法中正确的是()A.B端的感应电荷为负电荷B.导体P内部场强越来越⼤C.C点的电势⾼于B点电势D.导体上的感应电荷在C点产⽣的场强始终⼤于在B点产⽣的场强[例2]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[例3] (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【课后巩固】1.下列与静电屏蔽⽆关的是( ) A.避雷针的顶端做得很尖细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2.静电学知识在⽣活中有着⼴泛的应⽤,下列应⽤说法不正确的是( ) A.⾼压输电线上⽅有两根导线与⼤地相连可免遭雷击 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形⽐球形好D.打雷时,待在汽车⾥⽐待在⽊屋⾥要安全3.如图所⽰,接地⾦属球A 的半径为R ,球外点电荷的电荷量为Q ,到球⼼的距离为r ,则该⾦属球上感应电荷的球⼼O 处产⽣场强等于( )A.k Q r 2-k Q R 2B.k Q r 2+k QR 2 C.零D.k Q r2 4.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(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,如图所⽰,下列说法正确的有( ) 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 往右偏离竖直⽅向 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5.⼀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2×10-8C 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 C B.Q A =2×10-8 C ,Q B =0 C.Q A =0,Q B =2×10-8 CD.Q A =4×10-8 C ,Q B =-2×10-8 C6.(多选)如图所⽰,放在绝缘台上的⾦属⽹罩B内放有⼀个不带电的验电器C,若把⼀带有正电荷的绝缘体A移近⾦属⽹罩B,则()A.在B的内表⾯带正电荷,φB=φC=0B.在B的右侧外表⾯带正电荷C.验电器的⾦属箔⽚将张开,φB<φCD.φB=φC,B的左右两侧电势相等7.(多选)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⽤导线与⾦属球c相连,以下操作所发⽣的现象中,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外表⾯接触后移⾛,B会张开⼀定⾓度C.将c与A内表⾯接触时,B不会张开⾓度D.将c置于A空腔内,但不与A接触,B不会张开⾓度8.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4所⽰。
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电子
原子核
课堂引入
那么,若把金属导体放入 电场中,又将会出现什么现象 呢?
金属导体内自由电子在电场 力作用下将发生定向移动使两端出 现不同的电荷分布,从而引起导体 的某些新的性质。
导体的静电感应
导体的静电感应
1、静电感应:把金属导体放在外电场中,由于 导体内自由电子受电场力作用而定向运动,使导 体的两个端面出现等量的异种电荷的现象。ຫໍສະໝຸດ 静电屏蔽实验罩上金属网罩
导体球壳内(或金属网罩)达到静电 平衡后,内部场强处处为0,不受外部电 场的影响,内部的仪器不会受到外电场 的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
静电屏蔽实例
静电屏蔽的特技表演 ----触摸百万伏高压电
网络新闻:两位英国科学
家将在伦敦进行一次危险的
电力学表演。根据表演计划, 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。
课堂引入
1、电场的最基本的性质是什么?
对放入其中的电荷有力的作用 2、金属导体的微观结构又有什么特点呢? 金属导体内部的外层电子与 带正电的原子核间的相互作用 比较弱,故容易脱离且在金属 内部游离,称为自由电子,金 属导体的整体就是由大量的在 平衡位置附近做无规则热振动 的正离子和无规则热振动的自 由电子组成。
导体上电荷的分布
法拉第圆筒实验
初态:B带电, A不带电
导体上电荷的分布
1、特征四: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外表面。 2、特征五:处于静电平衡 状态的导体,在导体的外表 面尖端(半径小或曲率大) 电荷分布密度大(即单位面 积电荷量多),故尖端电场 强度大,而凹陷的位置几乎 没有电荷。
B端负电荷,C端无电荷 整个导体带负电荷 拓变2、若B端接地,整个导体净余什么电荷?
负电荷
课堂练习
2、如图所示,在真空中把一绝缘导体向带电 (负电)的小球P缓慢地靠近(不相碰),下列说法 中正确的是( AC ) 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MN两点的场强相等
科学漫步
雷火炼殿
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 影响。
课堂练习
1、如图所示,A带正电,若导体C
端接地,问B、C端各带什么电荷?
A
B
C
B 端带负电荷,C 端无净电荷
拓变1、若此时断开C与地的连线, B、C端带什 么电荷?整个导体净余什么电荷?
尖端放电
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,即使分子中的 正负电荷分离,这个现象叫做空气的电离。
2、那些所带电荷与导体 尖端的电荷相反的粒子, 由于吸引而奔向尖端,与 尖端上的电荷中和,相当 于导体从尖端失去电荷, 这个现象叫做尖端放电。
课堂练习
3、导体杆放于点电荷+Q附近达到静 电平衡后 ,求杆中距Q为r的一点a的 电场强度及杆上感应电荷在a点产生 的电场强度。
+Q
E感 a EQ
r
课堂练习
4、(浙江2010)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
静电屏蔽的应用
1、电学仪器和电子设备外面的金属罩, 通讯电缆外面所包的一层铅皮,可以防止 外电场的干扰;
静电屏蔽的应用
2、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,可以对人 体起到静电屏蔽作业,使人安全作业。
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。
2、感应电荷:静电感应 现象中,导体的不同部 分出现的净电荷。 导体内部感应电 荷产生了与外电 场相反的电场
静电平衡状态下导体的电场
1、静电平衡状态:静电感应中 当E外=-E感时,自由电子定向移动 停止时的状态。 2、特征一:处于静电平衡状态的 导体,内部的场强处处为零,即 E内=E外-E感=0 3、特征二: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。 4、特征三:处于静电平衡状态 的导体,内部无电场线分布,外 部的电场线与导体表面垂直。
3、应用:避雷针是利用 尖端放电避免雷击的一种 设施。
避雷针
高压设备
1、避免:尖端放电会 使高压设备上电能损失, 故高压设备导体的表面 都是非常光滑。 2、现象:夜间高压 线周围出现的绿色光 晕,俗称电晕,是一 种微弱的尖端放电。
思考与讨论
再看这实验,从中还 可得到什么结论?
法拉第圆筒实验
初态:B带电, A不带电