1.7静电现象的应用
1-7静电现象的应用
2
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
结论：
静电平衡时导体上电荷的分布特点
（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
1.静电平衡状态
［自学教材］
导体中(包括表面) 自由电子 不再发生定向移动，我们就
-
E'
E0
- 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.
一、 静电平衡
发生静电感应的导体，当感应电荷产生 的电场E`和原电场E在导体内叠加为零，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。
认为导体达到了静电平衡状态。 2.静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部 电场 处处为零。 (2)处于静电平衡状态的整个导体是一个 等势体 ，它的表 面是一个 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 。
3.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 外表面 。
体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
[特别提醒] (1)分析静电屏蔽问题时首先要分清外壳是否接地。 (2)实际应用中金属外壳不必严格完全封闭，用金属网罩 代替金属壳体也能起到屏蔽作用。
1.如图 1－7－2 所示，在真空中把一绝缘导体 AB 向带负电的 小球 P 缓慢地靠近(不相接触)时，下列说法中正确的是( )
(1)定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外
1.7静电现象的应用
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验证三：带电体尖端电荷密
尖端金属体
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二、静电现象的应用
1.尖端放电
尖端电荷密，电场强度大 使残留带电粒子剧烈运动
粒子撞击使空气分子电离 正电荷奔向尖端与其中和 相当于尖端把负电荷释放到空气中
尖端放电的应用
燃气灶和燃气热水器的电子点火装置
针尖 形状
2、 导体两端出现感应 电荷,感应电荷在导体中 中产生与原电场反向的 感应电场.
-
E'
E0
- 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.
静电平衡状态
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场 E`和原电场E在导体内叠加为零，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。
• 静电平衡时，导体内部都不
会有电场。
壳外有电场，由于壳内电
场强度保持为零，外电场
对壳内的仪器也不会产生 影响。金属壳的这种作用
叫做静电屏蔽．
静电屏蔽的应用
1、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，电荷只分布在导体的 外表面
汽车发动机的火花塞
应用：避雷针
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I
避雷针的原理
I
三、处于静电平衡状态导体的特点
（2）导体内部的场强处处为零
静电平衡的应用 ：静电屏蔽
1.7静电现象的应用
二、导体上电荷的分布
研究静电平衡时导体内部的电荷
为什么? 现象• :甲:A的箔片张角逐渐增大 •乙:A的箔片始终没有张开 结论: •导体内部没有电荷,电荷分布在导体 的外表面
均匀球形导体
导体上电荷的分布小结
1、导体内没有电荷,电荷只分布在导 体的表面。 2、在导体表面，越尖锐的位置， 电荷的密度越大。
静电现象的应用
一、静电平衡状态下导体的电场
-
-
-
-
-
-
E
置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用， 将发生定向移动。
-
E
放入电场中的导体，其内部的自由电子在电 场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致 使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。这 种现象叫静电感应现象。 。
-
E’
E
感应电荷在导体内部产生电场E’，与原电场叠 加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继 续做定向移动。
（1）等势面一定跟电场线垂直
（2）在同一等势面上移动电荷电场力不做功，或做功之和为0 分析：因为等势面上各点电势相等，电荷在同一等势面上各点具有 相同的电势能， 所以在同一等势面上移动电荷电势能不变，即电场力不做功 （3） 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面 （4）任意两个等势面都不会相交 （5）等差等势面越密的地方电场强度越大。 (6)电场线与等势面处处垂直 (7)沿电场线方向电势降低最快「电势逐渐降低不一定是沿电场线方 向， 而电势降低最快一定是沿电场方向说的是一个无穷小过程,不能理解 成一个有限的距离。
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 的现象叫做空气的电离。 2．尖端放电 在强电场作用下，物体尖端部分发生 的一种放电现象称为尖端放电。
1.7静电现象的应用 (共29张PPT)
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雷火炼殿
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小结
1．静电平衡状态下导体的电场 (1)静电平衡状态的概念 (2)静电平衡的条件 (3)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．尖端放电现象及其应用 4．静电屏蔽现象及其应用
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2.带正电的底座绝缘导体球壳P周围放有四个原来不带 电的小球，位置如图所示，当系统处于静待你平衡时： （ B ）。
A.a球带负电，由于处于待正电的金 属球电场中，所以电势为正； B.b球带负电，电势为零； C.由于C球用导线与P球内表面相 连，所以C球部带电，但电势与P球相等；
d b a
— 4—
-
-
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.
— 5—
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 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 .
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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.
— 11 —
在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛当我们不断给导 体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的 方向偏移。
— 12 —
尖端放电
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
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
1.7静电现象的应用
2015—2016学年度高二物理导学案 使用时间： 编制： 组长： 年级：第七节 静电现象的应用【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电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．预习案一、电场中的导体1、静电平衡状态我们知道放入电场中的导体（如右图），在AB 边积聚了负电荷，在CD 边积聚了正电荷，这些感应电荷在导体内部产生了与原电场方向_______的感应电场，当导体内部的合场强为_______时，电子不再移动，此时导体达到静电平衡状态。
2、导体处于静电平衡状态时的特点 ①处于静电平衡状态的导体内部场强_______。
②处于静电平衡状态的导体是_______，它的表面是_________。
说明：由于地球是一个等势体，故可把地球选作零电势体。
③导体表面上任一点电场强度方向与该点表面垂直，电场线与导体表面垂直。
3、静电平衡时导体上电荷的分布规律①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的______。
②在导体表面上越_____的位置单位面积电荷量越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
二、静电现象的应用1、尖端放电①尖端放电的实质：气体在导体尖端周围的强电场的作用下而被电离，气体被电离后变成带负电的_______和带正电的_____，而与尖端电荷的电性相反的粒子在静电力的作用下奔向尖端，而使尖端电荷______，从效果上看好象是尖端释放了电荷，这个现象叫尖端放电。
②尖端放电的利弊应用：避雷针就是利用了_________而实现了中和空气中的电荷，而达到避免雷击的目的； 防止：尖端放电会使导到高压设备上电能的损失，故该导体表面要尽量______。
2、静电屏蔽①形成：处于电场中的导体壳(金属网罩)当达到静电平衡状态时，其内部场强_________，从而实现了对内部物体起到了保护作用，这种装置叫做静电屏蔽。
E 0班级： 小组： 姓名： 评价：②应用：高压输电线的上方的______与大地连接而形成一个静电屏蔽，对高压线起到了保护作用。
1.7静电现象的应用
思考：
物体如果带电，电荷在物体上怎么分布呢？
绝缘体： 电荷不能自由移动，电荷只分布在得失 电子的部位。 导 体： 电荷可以自由移动，同种电荷相互排斥， 电荷只分布在外表面。
一、导体上的电荷分布
1、导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
均匀球形导体
2、导体表面越尖锐的位置电荷密度越大。
思考：
导体的电荷分布：只分布在外表面。 E
+ + + +
1
-
E
+ + + +
1
-
四、静电屏蔽
金属导体壳内的场强处处为0。
注意：
静电屏蔽并非电场穿不过导体，而是在导体壳 内，两种电场叠加后为0。 实现静电屏蔽不一定需要密封的容器，金属网 也能实现相同的效果。
四、静电屏蔽
两种类型： 1、导体外的电场对导体内部无影响 2、接地导体内的电场对导体外部无影响
三、静电平衡的特征
1、处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为0 思考：
感应电荷不仅会改变导体内部的电场，对外部电场 有什么影响呢？
被感应的导体外部电场特征 E1
+ + +
+
静电平衡时，导体外表面附近的场强与导体表面垂直
三、静电平衡的特征
1、内部场强处处为0 2、外部表面附近任一点的场强与导体表面垂直 3、整个导体是个等势体，导体表面是个等势面
回忆：
#43; -
B
+ + +
思考：
如果被感应的导体形状不规则，有一端特别尖会怎样？
+ + A ++
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⨯==++。
课件4： 1.7 静电现象的应用
场强为零时，（E’=E）
电荷不再发生定向移动。
-
-
+
+
-
+
E外
+
+
+
E外
- E感
+
+
E外
-
+
一、静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态下的导体特点:
1、导体内部场强处处为零
自由电子不定向移动，不受电场力→导体内部场强处处为0
2、导体是等势体（各点相等）,表面为等势面
导体内部、表面移动电荷，电场力不做功→各点电势相等
法拉第圆通实验：
实验结论：
1）导体内部（内表面）
带电圆筒
没有净电荷,电荷分布在
导体的外表面；
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
二、静电平衡导体上的电荷分布
带电导体电场线、等势面
+
+
+
+
1）等势体：导体上移动电荷电场力不做功。
2）曲率大（尖锐）处场强大等势面密集。
- P
练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：
q
E感应 O
+
达到静电平衡后
R
L
导体内部处处场强为零。
E感应 E 源
E源 K
q
L
(R ) 2
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。
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
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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
1.7 静电现象的应用
(1)处于静电平衡状态的导体，内部____________处处为零．
(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个________，它的表面是一个等势面．
(3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面________．
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________．
达标检测
A类
1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是( )
A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电D．a、b均带负电E．a、b均不带电
2．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则( )
2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)________，凹陷的位置________电荷．
三、尖端放电
1．电离：使空气分子中的________分离，这种现象叫做空气的电离．
2．尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的____________很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的____________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的电荷________，这相当于尖端________电荷，这种现象叫做尖端放电．
图2
答案如图所示.
解析圆盘A处于静电平衡状态，因此内部各点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点处，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．
例2如图3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( )
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
导入新课带电作业的工人在强电压下工作这是他们的工作服鸟笼的鸟安然无恙第一章静电场1.7 静电现象的应用教学目标1. 知识与能力√ 在外加电场的作用下，知道导体达到静电平衡过程中自由电子的移动情况，会对整个过程进行分析。
√ 理解静电平衡的概念知道静电平衡后导体上的电荷分布情况。
√ 知道避雷针的整体构造。
√ 知道尖端放电的概念。
2.过程与方法√ 通过实验理解静电平衡后导体上电荷的分布，并能对不规则物体的电荷分布进行分析。
√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。
3.情感态度与价值观√ 静电平衡、静电屏蔽、尖端放电等都是我们生活中常见的物理现象，会分析这些现象，并能将物理知识运用到生活中。
教学重难点教学重点：教学难点：静电平衡整个过程的分析导体达到静电平衡之后电荷的分布情况静电屏蔽的应用内容解析一、静电平衡状态下导体的电场二、导体上电荷的分布三、尖端放电四、静电屏蔽一、静电平衡状态下导体的电场把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E的匀强电场中，导体内的电子受到库伦力的作用，将向着与电场相反的方向移动。
这样，在导体的AB 面上将出现负电荷，在CD 面上将出现正电荷。
这就是前面研究过的静电感应现象。
----------E0 ADC B导体正负电荷和分开后在导体内部产生于外部电场E 0方向相反的电场E 1，它的电场线用虚线表示。
在达到静电平衡状态前，可以通过图示表示感应电场E 1的变化。
A B C D ----++++1E ---E 0由于E 0>E 1,电场方向向右，导体内的自由电子继续由CD 面向AB 面运动。
直到E 1继续增大。
----++++E0A BCDE只要导体内部的场强不为零，自由电子就会继续做定向移动，导体内部的电荷就会继续增加，导体内的电场会进一步虚弱，直到导体内合场强为零,E=E1。
处于静电屏蔽状态下的导体内部场强处处为零。
当导体内部场强为零时，导体内的电荷不在发生移动。
这是我们说导体达到了静电平衡状态。
1.7静电现象的应用
③此现象的本质是静电感应.网罩内小球所带电荷与网
罩内表面感应电荷在网罩外产生的电场相互叠加使网 罩外场强处处为零.
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4.举例说明静电屏蔽有哪些实际应用？ 提示：（1）电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通
信电缆外面包一层铅皮，可防止外电场的干扰.
（2）电力工人高压带电作业时，全身穿戴金属丝网制 成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽 作用，使工人安全作业.
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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?
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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.
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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=____.
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
1.7静电现象的应用
例题2：求感应电荷场强的大小、方向
Q r 大小：E感=E＝KQ/r2 方向：水平向左
4
例题3：求感应电荷场强的大小、方向
Q
Q
r
r
大小：E感=E1+E2＝2KQ/r2 方向：水平向左
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二、静电平衡的导体电荷分布规律：
（1）电荷分布在哪里？ （法拉第圆筒实验：） 净电荷只分布在导体的外表面，导体内部无电荷 （2）电荷是怎样分分布的？ （思考：针状带电导体电荷分布在哪里？） 电荷的面密度与导体的形状有关，曲率半径越小， 电荷分布越多。
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小结：
静电平衡的导体具有四个特征：
（1）场强：导体内部场强处处为零（反证法）
（2）电势：导体是等势体，表面是等势面（反证法）
（3）关系：导体外表面的场强（电场线）与表面垂直。 （反证法）
（4）电荷分布：①净电荷只分布在导体的外表面，导 体内部无电荷法（拉第圆筒实验）；
②电荷的面密度与导体的形状有关，曲率半径越小，
电荷分布越多（见P19图1.4－5乙一头大一头小的导体
周围的等势面和电场线）。
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理解与应用：
静电平衡的导体具有四个特征：
（1）场强：导体内部场强处处为零（反证法）
假设静电平衡的导体，若E不为零，电子受到的电场力 不为零，电子就做定向移动，出现宏观电流，就没有 达到静电平衡，矛盾。故场强必为零。
（2）电势：导体是等势体，表面是等势面（反证法）
为半屏蔽。
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三、静电屏蔽（二）全屏蔽
金属球壳、网可屏蔽外电场，不能屏蔽内电场，
为半屏蔽。 如何使金属球壳、网即可屏蔽外电场，又可屏蔽
内电场，成为全屏蔽？ 方法是：将金属球壳接地 例题3：将验电器放到有外电场的接地 金属网笼中。金属箔片的角度张开吗？ 不张开。理由：E合=0。不带电。 例题4：将电荷放到 开口很小的接地金 属容器中，容器外 部有无电场？ 外部无电场。
1.7静电现象的应用
静电屏蔽
导体
腔外
外表面
腔内
内表面
带点体
静电屏蔽实验演示
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
防静电屏蔽袋是采用喷涂、真空沉积、电镀和粘贴等工艺 技术，在工程塑料和有机介质的表面覆盖一层屏蔽导电薄 膜，从而起到平板屏蔽的作用。
采用静电屏蔽袋包装产品，安全消除静电，保 护产品不受外界电磁场损伤
导体上的电荷分布
应用：避雷针
实际应叫“引雷针”
图10
静电的应用与防护
大自然秘密之一 ————
静电现象
干燥天气青丝飞扬
静电现象
静电与新技术 一.静电除尘
静电与新技术 二.静电复印
有机光导体鼓
静电复印
充电：使硒鼓带正电； 曝光：将原稿成潜像硒鼓上，像处带正电其他不带电 显影：带负电碳粉被潜像吸引； 转印：白纸带正电，将带负电潜像的碳粉吸到白纸上 高温定影
导体静电平衡时，导 体上各点电势相等， 即导体是等势体，表 面是等势面。
E内 0
静电平衡的特点
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场 强处处为零。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个 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。
地球是一个极大的导体。实验器材中的电荷 无论流入大地或从大地流出，对地球的电学状态影 响不大，地球的电势十分稳定。这是我们可以选大 地做零电势体的一个原因。
飞机加油
电场中的导体:
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'
-
2, 导体两端出现感应电荷, 感应电荷在导体中中产生反 方向的感应电场.
1.7 静电现象的应用
7静电现象的应用一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布1.静电感应现象：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__________,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___________。
4.导体上电荷的分布：(1)导体_________没有电荷,电荷只分布在导体的___________。
(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)_________,___________的位置几乎没有电荷。
【题组通关】【示范题】(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b两点是金属板右侧表面上的两点,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两点,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【通关1+1】1.(多选)(2014·武威高二检测)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2. (2014·成都高二检测)如图所示,将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧,当金属球达到静电平衡时,下列判断正确的是()A.金属球将产生出正电荷B.金属球左侧将出现负的净电荷C.点电荷Q在A的球心处产生的场强为零D.A的内部合场强处处为零3.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷,达到静电平衡后()A.a端电势比b端高B.b端电势比d点的低C.a端电势不一定比d点低D.杆内c处的场强方向由a指向b4.AB是长为L的金属杆,P1、P2是位于AB所在直线上的两点,位置如图所示,在P2点有一个带电量为+Q的点电荷,试求出金属杆上的感应电荷在P1点产生的场强大小和方向。
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【典型例题】在工厂里，靠近传送带的工人经 常受到电击，经研究发现，这是由于传送带在传送 过程中带上了电． (1)解释为什么靠近传送带的物体会带电； (2)你可以用什么方法来解决这个问题．
【解析】(1)因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而 带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电． (2)要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到 传送带材料中，让传送带变成导体，或者干脆用导体 制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不 会积累，工人也不会再遭电击．
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致 飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒Байду номын сангаас (1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外 互不影响。
(1)应用：为了防止外界信号的干扰，静电屏蔽被 广泛地应用于科学技术工作中．许多电子仪器外面都套着 金属罩；通讯电缆外面包着一层铅皮；高压带电作业人员 穿金属网衣；又如电话线从高压线下经过，为了防止高压 线对电话线的影响，在高压线与电话线之间装一金属网等 ，这些都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施．
静电屏蔽的应用
(2)达到静电平衡后，自由电子没有定向移 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．
1.7静电现象的应用.
【特别提醒】 (3)导体达到静电平衡后，内部场
强处处为零是指原电场的电场强度E0 与导体两端感应电荷产生的场强E′的 合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电 的区别和联系，感应起电是运用静电 感应现象使物体起电的一种方法，而
各种各样的避雷针
静电屏蔽 1．实质 静电屏蔽实质是利用了静电感应现象，使金属壳内的 感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属 壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实 是壳内两种电场并存，矢量和为零而已。
2．静电屏蔽的两种情况 (1)金属壳内部不受外部影响
如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验电器 置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网罩内不受 外电场的影响。
外表面，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，如图甲所示：
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，如图乙所示：
【特别提醒】 (1)不要认为达到静电平衡需要很长时间，
其实金属导体建立静电平衡状态的时间只有几微 秒，相当快．
静电现象的应用
了解生活中的静电现象
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
将一不带电的金属导体ABCD放到场强为E0 的电场中，导体内的自由电子在电场力的作用下， 逆着电场线方向定向移动，使导体的一侧聚集负电 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．
导体上(包括表面)处处无电荷定向移动的状态． 3．静电平衡状态导体的特征
(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，其外部的场强方 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， 它的表面是个等势面．
二、对静电平衡及其特点的理解
静电平衡实质
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于
静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
静电屏蔽现象演示
静电屏蔽实验
3．静电屏蔽的应用和防止
(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)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0 。
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
1.7静电现象的应用.