《静电现象的应用》PPT课件

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如图所示，若空腔导体内有带电体，在.静. .电平衡时，
它的内表面将产生等量异号的感应电荷．如果外 壳不接地，则外表面会产生与内部带电体等量而 同号的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外界 产生影响，这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却 不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏 蔽．
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各种各样的避雷针 ...
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如图，将一个带正电的小球 A 用绝缘细线悬. .挂. 放入一个
不带电的空心金属球壳内。现用一个带正电小球 B 靠近
金属球壳，发现球 A 并不发生偏移，为什么呢？
因为 B 电荷形成电场，金属球壳处于B 的电场中而达到静 电平衡状态，即球壳内部场强处处为零，而 A 在球壳内，所 处位置的合场强为零，故 A 不动，这种现象叫做静电屏蔽。
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第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
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把不带电的金属导体ABCD放到.电. .场强度为 Eo的电场中，结果如何呢？
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1. 静电感应：金属导体放在外电场 E 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。
F－ － －
＋
＋
E0
图所示。当达到静电平衡时，下列说法中正确的是( CD )
A．电荷－Q 在球内产生的场强为零 B．球外表面的感应电荷在球内的场 强为零 C．电荷－Q与球外表面的电荷在球内 的合场强为零 D．球内的电场不受外部电荷的影响
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。这是我们可以选大地做零电势体的一个原
因。
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例1. 如图所示，带正电小球 A 靠近不带电的.金. 属. 导体 B ，
由于静电感应导体 B 的左端出现负电荷，右端出现正电荷，
下列说法，正确的是( D )
A. 用手摸一下 B 的左端，B 将带正电 B. 用手摸一下 B 的右端，B 将带正电 C. 用手摸一下 B 的中部，B 将不带电 D. 用手摸一下 B 的任何部分，B 都将带负电
应用：避雷针。 防止：高压设备表面光滑。
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1. 如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球 P 缓 慢地靠近 (不接触，且未发生放电现象)时，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
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导体上的电荷怎样分布呢？
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源自文库
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导体上电荷的分布
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法拉第圆筒实验:
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用两个带有绝缘手柄的金属小 球分别接触带有电荷的金属圆 筒的内壁和外壁.
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结论1:静电平衡时导体内部没有电荷，其电荷.只. 分. 布在外表面。
均匀球形导体
一头粗一头细的导体
思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？
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静电屏蔽实验
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三、静电屏蔽 . . .
1. 定义：具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅 导体内部场强为零，腔内场强也为零，因而置于腔内的物 体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。 2. 静电屏蔽的两种情况 (1)外屏蔽：利用金属壳或金属网封闭一定区域，使该区域 不受外界电场影响。如图，球壳内场强为零，E＝0。
(2)全屏蔽：如图所示，如果外壳接地，即使内 部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带 电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生 的感应电荷通过接地线流入大地．外界对壳内 无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而 消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽．
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... 静电屏蔽在实际生产和生活中经常利用，我 们使用的一些电子设备都要用金属外壳，就是要 起到屏蔽作用。有些设备的外壳需要接地，除了 安全因素外，有的会产生电场影响其他的元件， 而接地后，仪器本身产生的电场就被屏蔽了。
+A
B
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1. 静电平衡的特点：
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（1）导体内部场强处处为零。
（2）导体是个等势体，表面是等势面。
（3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直。
（4）越尖的地方电荷越密。
2．静电平衡的原因：电场叠加。 3．静电屏蔽
（1）导体外部电场不影响内部。 （2）接地导体内外互不影响。 4．尖端放电
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静电屏蔽的应用
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例2. 把一个带正电的小球 A，放入带绝缘支架的不带电的空
心球壳 B 内，但不与 B 的内壁接触，如图所示。达到静电平
衡后，下列说法中正确的 （ D ）
A. 球壳 B 内空腔处场强为零
B. 球壳 B 外部空间的场强为零
C. 球壳 B 内表面上无感应电荷
D. 若将球壳 B 接地，则球壳带负电
＋
2. 感应起电: 利用静电感应的方法使物体带电的方法。
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1. 金属导体的微观结构如何？
2. 如果将金属导体放入电场中自由电子怎
样移动？自由电子会在什么地方积聚？
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E
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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？
E合 = E–Eʹ
- EE合ʹ=0 +
E
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2．关于避雷针，以下说法正确的是 ( B )
A. 避雷针避雷是中和云层的异种电荷 B. 避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地 C. 为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 D. 避雷针安装在高大建筑物顶部，而不必接地
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3. 一个不带电的空心金属球，放在点电荷－Q 的附近，如
结论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。
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二、尖端放电 . . .
1. 导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的 后果，就是尖端放电。
例如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。这就是尖端放电引起的后果。 2. 应用：避雷针
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一、静电平衡 . . .
放入电场中的导体，最终会达到没有电荷定向 移动的状态，这种状态叫静电平衡状态。
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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。