2021年高中物理第九章静电场及其应用4静电的防止与利用课件人教版必修3.pptx

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解析:枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分 布,因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加, 静电平衡时,导体内部电场强度处处为零,A错误;导体内部的电场 强度处处为零,所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷 产生的电场强度的大小相等,方向相反,故EA>EB,B、C错误;当开关 S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,中和导体B端多余的正电 荷,D正确。 答案:D
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实例引导
例1如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形 成的电场中,导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是( ) A.导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度 B.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA=EB C.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA<EB D.当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
匀带电的细杆MN,如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球
内直径上a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相 比( )
A.Ea最大 C.Ec最大
B.Eb最大 D.Ea=Eb=Ec
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解析:处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,故a、b、c三点 的电场强度都为零。静电平衡的导体内部电场强度为零是感应电 荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生 的电场的电场强度与MN在这一点形成的电场的电场强度等大反 向,比较a、b、c三点感应电场的电场强度,实质上是比较带电体 MN的电场在这三点的电场强度,由于c点离MN最近,故MN的电场 在c点的电场强度最大,感应电荷电场在c点的电场强度也最大,故C 对。 答案:C
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三、静电屏蔽 1.静电屏蔽:金属壳达到静电平衡时,其内部电场强度保持为0,外部 电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏 蔽。 2.应用:高压输电线的上方有两条导线,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,使其免遭雷击。 四、静电吸附 1.在电场中,带电粒子受到静电力的作用,向着电极运动,最后被吸 附在电极上。 2.应用:静电除尘,静电喷漆,静电复印。
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规律方法 求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强
度的方法
(1)先求出外电场电场强度E外的大小和方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态,故满足静电平衡条件E合=0。 (3)由E外+E感=0,求出感应电场E感的大小和方向。
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变式训练一金属球,原来不带电。现沿球的直径的延长线放置一均
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1.正误判断。 (1)静电平衡时,导体内的自由电子不再定向移动。( ) 解析:静电平衡时,导体内部电场强度为零,自由电子不再定向移动。 答案:√ (2)静电平衡时导体内部电场强度为0。( ) 解析:静电平衡时,导体内部感应电荷的电场与原电场叠加,合电场 强度为0。 答案:√ 2.用反证法说明静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零。 答案:如果静电平衡时导体内部的电场强度不为0,那么自由电子就 要在静电力的作用下做定向移动,那就不是静电平衡状态了。
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静电平衡 情境导引 如图所示,把一个不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电 子将发生定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷。请思考下 列问题:
(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动 的方向如何? (2)自由电子能否一直定向移动?为什么?
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2.处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为0。 3.处于静电平衡的导体电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有 净剩电荷。形状不规则的导体外表面,电荷分布不均匀,电场强度 也不相等。越尖锐的位置,电荷的密度越大,周围的电场强度越大。 4.一个孤立的带电导体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状 态,具有静电平衡的所有特点。
4.静电的防止与利用
学习目标
1. 知 道 什 么 是 静 电 平 衡 状态,理解处于静电平衡 状态导体的特性。 2. 知 道 导 体 上 电 荷 的 分 配规律。 3.了解尖端放电现象。 4. 知 道 什 么 是 静 电 屏 蔽 及其相关应用。 5. 了 解 静 电 吸 附 的 应 用。
思维导图
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Βιβλιοθήκη Baidu一、静电平衡
1.静电平衡:不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静 电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动。在导体的两个侧 面上将出现正负电荷,直到导体内部各点的电场强度E=0为止,导体 内的自由电子不再发生定向移动,这时导体达到静电平衡状态。 2.导体两面出现的正负电荷在导体内部产生的电场E'与外加电场 E0的方向相反。处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为 0。
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二、尖端放电 1.静电平衡的导体上的电荷分布特点:(1)导体内部没有净剩电荷, 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,周围的电场强度越大。 2.空气的电离:导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒 子发生剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷 分离。 3.尖端放电现象: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,这相当于导体从尖端 失去电荷,这种现象叫作尖端放电。 4.尖端放电的应用与防止:避雷针应用尖端放电原理;高压设备中的 导体表面应该尽量光滑。
要点提示:(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动,向着与电 场相反的方向定向移动。 (2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移 动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止。
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知识归纳 1.静电平衡 金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着 与电场相反的方向定向移动。在导体的两个侧面上将出现正负电 荷。导体两个侧面出现的正负感应电荷在导体内部产生的附加电 场E'与外加电场E0的方向相反,附加电场阻碍自由电子的定向移动, 只要外电场电场强度大于附加电场电场强度,自由电子的定向移动 就会继续进行,导体两个侧面的感应电荷就会进一步增加,附加电 场就会进一步增强,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场强 度等于0时,导体内的自由电子不再发生定向移动,导体达到了静电 平衡。