静电的防止与利用_课件

现象： 接触C时验电器的箔片张开角度最大
结论： 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。
导体上电荷的分布
静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点 ①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
面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷
导体上电荷的分布反思
静电平衡
静电平衡状态：
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。
静电平衡状态下导体的电场
处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近的场强方向具有什么特点？
处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与 这点的表面垂直。 假如不是这样，场强就会有一个沿导体表面的分量，导体上的自由电子 就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。
夜间高压线周围有时会出现一 层绿色光晕，俗称电晕。 是一种微弱的尖端放电现象。
尖端放电
验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状？ 防止尖端放电
静电平衡在生活中有哪些应用？
静电屏蔽
掌握静电屏蔽的条件和种类 知道静电屏蔽的应用
静电屏蔽
静电屏蔽： 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响
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
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。
问题与练习
如图，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。 （1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号 （2）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场。这些感应电
荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？ （3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧
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 知道尖端放电的应用
尖端放电
导体尖端电荷密度大
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
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
导体上电荷的分布
法拉第圆筒实验
现象： 甲：A的箔片张角逐渐变大 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
导体上电荷的分布
法拉第圆筒实验
的电荷中和？为什么？
问题与练习
（1）金属球内的自由电子受到点电荷+Q的吸引，所以在靠近+Q的 一侧带负电，在离+Q远的一侧带正电
（2）
，方向指向+Q
（3）导线不可能把球两侧的电荷中和，因为金属球是个等势体，导 线连接的是电势相等的两个点，电荷在这两点间不会移动，就像用水 管连接高度相等的两个装水容器，水不会在水管内流动一样
向大气放电中和空气中电荷
尖端放电
避雷针如何出现与云层相反的电荷？ 它是一个或几个尖锐的金属棒,安装在建筑物的顶端,用粗导线与 埋在地下的金属板连接,保持与大地的良好接触。 避雷针上的电荷来自大地
燃气灶和燃气热水器的电子点火装置 针尖形状
尖端放电
尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑。
静电平衡状态下导体的电场
处于静电平衡状态的导体，其上各点的电势具有什么特点？
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
理解静电平衡状态
教学难点
理解并掌握电场中导体的特点
电场的重要性质是什么？ 电场对放入其中的带电体有力的作用
导体有什么特征？ 导体中存在大量自由电荷
不带电导体放入电场中，其中的自由电荷将如何移动？ 在静电力作用下向电场的反方向移动
静电平衡
理解并掌握静电平衡状态的定义 处于静电平衡状态下导体的性质
静电感应
为什么静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面？
假如导体内部有电荷，导体内部的电场就不可能为0，自由电荷就会 发生定向移动，导体也就没有处于静电平衡状态。
导体上电荷的分布反思
关于静电平衡时，导体外表面，越尖锐的地方电荷的密度越大，你能举出 一个例子吗？
一个极端情形的例子：一支缝衣针，带电后由于同种电荷相互排斥，电荷 自然要被“挤”到针的两端。
导体内腔不受外界影响
静电屏蔽
若在一个空腔导体的内部放入一带电电荷，然后将导体接地，是否也能实现 静电屏蔽呢？ 接地导体空腔外部不受内部电荷影响
静电屏蔽
静电屏蔽的两种情况 ①导体内腔不受外界影响 ②接地导体空腔外部不受内部电荷影响
静电屏蔽的应用
野外高压输电线受到雷击的可能性很大 所以在三条输电线的上方还有两条导线， 它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网” 把高压线屏蔽起来，免遭雷击
把金属导体放在外电场E 0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。
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。
高中物理必修3
精品 课件
第九章 静电场及其应用
静电的防止与利用
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
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， 知道处于静电平衡的导体的特征 通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点
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
教学重点