静电现象的应用知识讲解

静电的最大危害是，放电火花会点燃某些易燃物质，引起爆炸 ，专门用来装汽油、柴油等液体燃料的卡车，在灌油和运输过 程中，燃油与油罐摩擦、撞击产生的静电，如果没有及时引走 ，一旦电荷积累相当多，达到相当高的电压(可达上千伏)，就会 产生火花放电而引起爆炸．雷电将使建筑物和动植物以及人受 到致命的伤害，引起火灾．医院手术台上，静电火花会引起麻 醉爆炸．煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸．航天工业里，静 电放电会干扰航天器的运行，甚至会造成火箭和卫星的发射失 败．在石化工业，因静电引起的事故屡见不鲜．
静电会给人们带来麻烦，甚至造成危害．在印刷厂里，纸张之 间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难于分开，给印刷带来麻烦 ；在印染厂里，棉纱、毛线、人造纤维上的静电会吸引空气中 的尘埃，使印染质量下降．静电对现代高精密度、高灵敏度的 电子设备颇有影响，带静电很多的人，会妨碍电子计算机的正 常运行，会因火花放电击穿电子仪器的某些器件．
状态．
2 处于静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强 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 ，地球是一个 等势体 ．
二、导体上电荷的分布特点
1．导体内部 净没电有荷，净电荷分布在导体的
外．表面
2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度 置几乎 没有电荷． 3．尖端放电
1 静电平衡实质 (1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的 定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方 向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐 减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止． (2)静电平衡时，导体内存在两个电场：外电场 E0 和感应电荷 在导体内部产生的附加电场 E′，在导体内部各位置，附加电场 E′与外电Байду номын сангаас E0 方向相反、大小相等，导体内各位置的合场强为 零，自由电荷所受合力为零．
图 1－7－2
二、静电屏蔽的理解及应用 1 静电屏蔽实质 静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电 荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡” 在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和 为零而已．
2 静电屏蔽的两种情况 (1)导体外部的电场影响不到导体内部 静电屏蔽的本质是静电感应，导体外面的电场不影响导体内 部，是因为外电场与导体表面的感应电荷在导体内部任一点的场 强叠加后合场强为零． 如图 1－7－3 所示，把验电器靠近带电体，箔片会张开，但 如果把验电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开， 说明网罩内不受外电场的影响．
图 1－7－1
②“整体观”是指：当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触 或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，再用“远近 观”判断它们的带电情况，如有些问题所提到的“用手触摸某 导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体． 不要认为导体内部没有电荷，用导线连接带电体内部时，小球Q 就不带电，其实连接后就已成为一个整体，故小球通过导线得 到了电荷，如图1－7－2所示．
2 静电平衡问题的处理方法 (1)解静电平衡问题可依静电平衡状态导体的特征即导体内部 场强为零，导体是等势体，导体表面是等势面，导体表面场强方 向垂直于导体表面，导体带电，电荷分布在导体外表面等进行分 析．
(2)静电平衡状态下导体带电的分析方法． 在处理具体问题时，往往感到不能灵活运用，可以用“远近观 ”及“整体观”的观点来处理这类问题． ①“远近观”是指：处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较 近和较远的两端感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分因 感应电荷较少，可认为无感应电荷产生，如图1－7－1所示．
，越凹大陷的位
(1)空气的电离：导体尖端电荷
很大，电场很强，带电粒
子在
的作用下剧烈运动撞击空气密分度子，从而使空气分子
的正负电荷强电场 的现象．
(2)尖端放电：所带分电离荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由
于被 而奔向尖端，与尖端上的电荷
，相当于导体从
尖端
吸引 的现象．
中和
失去电荷
一、静电平衡的理解及应用
图 1－7－3
(2)接地导体的内部电场影响不到导体外部 接地导体的内部电场不影响导体外部，是因为导体外部的感应 电荷都被排斥入地，在只有施感电荷和内壁感应出的异种电荷 的情况下，两部分电荷在导体外部任何一点的场强叠加后合场 强为零． 如图1－7－4所示，如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷 ＋q.由于静电感应，导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷， 其电场线分布如图甲所示；当把导体球壳接地后，＋q在壳内的 电场对外部空间就没有影响了，此时的电场线分布如图乙所示 ．
7 静电现象的应用
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．知道什么是静电屏蔽及其有关应用． 3．知道导体上电荷的分配规律． 4．了解尖端放电现象.
一、静电平衡状态下导体的电场
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
3 静电的应用
2 防止静电的方法 防止静电危害的基本方法是，尽快把静电引走，避免越积越 多．油罐车的尾部装一条拖在地上的铁链，靠它把静电导入大地； 飞机的机轮上通常装有搭地线，也有用导电橡胶做机轮轮胎的， 着陆时把机身的静电引入大地；在地毯中夹杂 0.05～0.07 mm 的 不锈钢丝导电纤维，对消除静电能起到很好的效果；温度增大时， 电荷随时放出，可以避免静电积累，工厂里保持一定的湿度，可 以消除静电危害；潮湿的天气不容易做好静电实验，也是这个道 理．
图 1－7－4
三、静电的危害与防止的方法 1 静电的危害 静电是一种常见的现象，在天气干燥时用塑料梳子梳头发， 梳子会吸引头发，有时还会听到响声，脱下尼龙衣服，有时会听 到响声，在黑暗中还能看到火花，静电是由摩擦产生的，当电荷 积累相当多，带电物体之间的电势差达到一定程度时，带电物体 之间会产生火花放电，我们就会看到火花，听到声音．