知识点静电屏蔽PPT课件

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知识点 1 静电平衡状态下导体的电场及其电荷的分布
1．静电感应 (1)如图 1－7－2，将金属导体置于电场强度为 E 的电场中， 导体内的 _____自__由__电__子____在电场力的作用下 ， 将发生 ___定__向__移__动______．
图 1－7－2
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(2)如图 1－7－3，在导体两端，积聚___等__量__异__种___电荷， 即静电感应现象．
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4．研究静电平衡时导体内表面的电荷
图 1－7－7 (1)现象：图 1－7－7 甲中，A 的箔片___张__开_______；图乙
中，A 的箔片__没__有__张__开____. (2)结论：静电平衡时，导体内表面__没__有____(填“有”或
“没有”)电荷．
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1．静电平衡状态下导体的特点 (1)导体内部场强处处为零(不为零则自由电子将继续移动 直至合场强为零)． (2)导体是个等势体，而且它的表面是个等势面． (3)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．
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3．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．
4．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是 ( C)
A．外电场不能进入导体内部 B．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零 C．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果 为零 D．以上解释都不正确
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图 1－7－11
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讨论： (1)文中的“天电”就是我们日常所说的闪电，闪电是怎
样产生的？ 当雷雨云过境时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相
对的下垫面变成正电荷中心，于是在云底与地面间形成强电场． 在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶草、林木、岩石等尖 端附近，等电势面就会很密集，这里电场强度极大，空气发生 电离，因而形成从地表向大气的尖端放电，这就是闪电的形成 原因．
图 1－7－5
图 1－7－6
(2)如图 1－7－6，处于静电平衡状态的导体，内部的电场处
处为___零_____．
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3．讨论 (1)若静电平衡时导体内部场强不为零，会出现什么现象？
(2)若静电平衡时导体不是等势体，会出现什么现象？
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(3)若静电平衡时导体外部表面附近任何一点的场强方向 不与该点的表面垂直，会出现什么现象？
答案：CD
图 1－7－9
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【触类旁通】
1．如图 1－7－10 所示，在真空中把一绝缘导体 AB 向带
负电小球 P 缓慢地靠近的过程中，下列说法不正确的是( )
A．B 端的感应电荷越来越多
B．导体内部场强越来越大
C．导体的感应电荷在 M 点产生
的场强恒大于在 N 点产生的场强 D．稳定时导体中 M、N 两点的
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(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．
(3)避雷针：利用__尖__端__放__电__避免雷击的一种设施．
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1．空气的电离：强电场使空气分子中正负电荷分离的现象． 2．尖端放电的过程：导体尖端的电荷密度大→尖端附近的 电场强→空气中残留的带电粒子剧烈运动→空气电离→正负电 荷奔向异种电荷→尖端失去电荷→尖端放电． 3．避雷针的原理：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静 电感应，建筑物会感应上与云层相反的电荷，这些电荷会聚集 到避雷针的尖端．通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放， 中和空气的电荷，达到避免雷击的目的．
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2．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．
3．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．
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电势相等
图 1－7－10
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知识点 2 尖端放电
1752 年 7 月在费城一次雷雨天气中，富兰克林把风筝放入 空中，冒着极大的生命危险，把“天电”引入了莱顿瓶，成功 地证实了闪电的特性.1753 年他在充分研究了“天电”特性并 进行大量实验的基础上发现了尖端放电现象，从而发明了避雷 针．这是人类在征服大自然的道路上迈出的具有重大意义的一 步．
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5．将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的固定的 金属空心球壳 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，如图 1－7－1 所示，于是有( B )
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
图 1－7－1 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
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解析：达到静电平衡的导体是等势体，内部场强处处为零； 导体 AB 因感应起电，左端A 带正电，右端B 带负电，电场线 分布如图 1－7－9 所示，因有电场线从无限远处到 B 端、从 A 端到Q，故导体AB 的电势小于零，高于Q.因导体 AB 是等势体， 故电场线不可能从 A 出发到B 终止，否则A 端电势将高于B 端．
【例 1】(双选)如图 1－7－8 所示，Q 为带负电的绝缘小球，
AB 为一原来不带电的中性导体且放在 Q 附近，达到静电平衡
状态时，下列判断正确的是( )
A．A 端的电势高于 B 端的电势
B．以无限远处或大地为电势零
点，导体 AB 的电势大于零
C．A、B 两端电势相等
D．导体内的场强大小均为零
图 1－7－8
7 静电现象的应用
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1．静电平衡状态：处于电场中的导体内外电场相互叠加， 使导体内部电场减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生 __定__向__移__动__的状态．
2．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剧烈 运动撞击空气中的气体分子，从而使分子的正负电荷分离的现 象．
图 1－7－3
图 1－7－4
(3)如图 1－7－4，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___．
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2．导体处于静电平衡状态 (1)如图 1 －7－5，当内部合场强为__零____时，即 E′＝E 时，自由电子不再发生定向移动．