人教版高中物理选修静电现象的应用课件

思考：电荷在导体外表面的分布情况？
不规则导体
均匀球形导体
二、导体上电荷的分布
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。 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。
不规则导体
三、尖端放电
1、空气的电离 导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，强电
演示
使带电的金属球靠近验电器， 但不接触，箔片是否张开？
用金属网把验电器罩起来， 再使带电的金属球靠近验电 器，观察箔片是否张开。
现象：A中不会张开。B中会张开。
结论：金属网可以屏蔽外电场。
应用：
小鸟屏蔽
超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包 含金属丝的织物制成的。
人教版高中物理选修3-1 1.7静电现象的应用课件（共29张PPT）
科学漫步
湖北的武当山古建筑群是世界文化遗产之一，在 武当山主峰天柱峰上有一座金殿，是我国现存最大的 铜铸鎏金大殿。这座金殿最为奇特的是，每逢电闪雷 鸣的时候，火球会在金殿周围滚动，但霹雳却击不毁
金殿；雨过天晴后，大殿 光彩夺目，像被洗过一样， 这就是“雷火炼殿”奇观。 后来，因金殿周围的一些 建筑物常被雷击，金殿也 安装了避雷设施。此后， 雷火炼殿奇观消失，没有 水火的洗炼，金殿的色泽 也黯淡了许多。
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
空气中被电离后的带电粒子的电性与尖端电荷相 反，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，这个现象叫尖端放电。
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。
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例3：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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例4：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 A( C )
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
四、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接地导体空腔外部不受内部电场影响。如图，当空腔接 地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场已 消失，对外起到屏蔽作用。
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
2、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
E
+ ++ + -- --
++++ - - --
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。
如果静电平衡时导体不是等势体，那么自由 电子就要向Baidu Nhomakorabea势高的方向做定向移动。
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。
3、应用：各种各样的避雷针
例2：下列避免被雷劈的方法正确的是（ ）
A、躲到大树底下
D
B、站在雨中，丢掉身上所有的金属物质
C、站在雨中穿上橡胶的雨衣和雨鞋
D、放低姿态
演示
研究静电平衡时导体内部的电荷
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
④ 电子会一直不停的积聚吗？
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E0
④ 电子会一直不停的积聚吗？
感应电荷会在导体内部产生感应电场Eʹ ，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。
E合 = E–Eʹ
-
-
-
E
-
E0
④ 电子会一直不停的积聚吗？
当内部合场强为零时，即Eʹ=E0时，电 荷不再发生定向移动。
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-
E E0
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E0
达到静电平衡状态
-
-
-
E合 = E0–Eʹ=0
E0
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。
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。
E合 =0
如果静电平衡时导体内部的电场不为零，那么自由电子就 要在库仑力的作用下做定向移动，那就不是静电平衡状态了。
1.7静电现象的应用
新课导入
带电鸟笼里的鸟为什么安然无恙？
想一想，议一议
（1）金属导体的微观结构如何？ （2）将金属导体放入电场中自由电子怎 样移动？
自由电子在电场力作用下向左移动。 自由电子
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E0
③自由电子会在什么地方积聚？
在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。
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D
例5：处于静电平衡中的导体，内部电场强度 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电场强 度为零 D、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