高中物理选修3-1-静电现象的应用.ppt

U = Ed,任意电场：WAB = qU,匀强电场：WAB = qEd,容易导电的物体叫导体,问题1 导体有什么特征？,导体中存在大量自由电荷,问题2 常见导体有哪些？举例说明。,金属、石墨、人体、大地、 酸碱盐溶液,问题3 不带电导体放入电场中，其中的 自由电荷有什么特点？,放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。,近异远同,感应电荷：静电感应现象中，导体不 同部分出现的净电荷。,净,BD,问题1 金属导体的微观结构如何？,问题2 导体处于电场中时，自由电子 会怎样移动?,问题3 自由电子会在什么地方积聚?,问题4 电子积聚会出现怎样的结果?,问题5 最终出现什么现象?,对于放入电场中的导体，思考下列问题,上述过程可以用三处状态图描述,自由电荷在电 场力作用下移动,感应电荷 建立电场,感应电荷电场与原电场叠加,电场中导体内（包括表面上）自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态,导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与该点 的表面垂直,例1 如图一个原来不带电的半径为 r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为 + Q 的点电荷，点电荷距金属球表面的最近距离为 2r。 (1) 标出金属球在静电平衡后左右两侧带电符号。 (2) 由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场。这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？ (3) 如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？,(1) 如图,方向沿球心 O 与 +Q 连线，指向+Q,(3) 不会出现中和现象 因为金属球是等势体，左右两侧电势相等，电荷不会在这两间移动。,例2 如图所示，在真空中把一个导体向带负电的小球慢慢靠近（不接触）的过程中，下列说法中正确的是 （ ） A. B 端的感应电荷越来越多 B. 导体内的电场强度越来越大 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. 感应电荷在 M、N 两点产生的场强相等,AC,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,现象:,从C 处取电荷时，验电器张大,结论:,导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷,导体内部无净电荷，电荷只分布 在导体的外表面,在超导体表面，越尖锐的位置， 电荷的密度（单位面积上的电 荷量）越大，凹陷位置几乎没 有电荷。,导体尖端电荷密度大,空气中残留带电粒子剧烈运动,正负电荷奔向异种电荷,应用:,避雷针,带电雷雨云,现象:,电晕,尖端放电会导致高压设备上电能损失，所以高压电器设备中导体表面应该尽量做得光滑一些。,夜间高压电线周围有时会现出一层绿色光晕 电晕。 原因：微弱的尖端放电现象,例3 一个带绝缘座的空心金属球 A 带有4108 C的正电荷， 有绝缘柄的金属小球B带有 2108 C的负电荷，使 B 球和A球的内壁接触，如图 所示，则 A、B 各带电量为 ( ) A. QA=108 C; QB=108 C B. QA =2108 C; QB=0 C. QA = 0 ; QB=2108 C D. QA = 4108 C; QB=2108 C,B,空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。,E = 0,导体内腔不受外界影响,接地导体空腔外部不受 内部电荷影响,E = 0,E = 0,E = 0,E = 0,静电屏蔽形成的本质 静电感应与静电平衡,电学仪器和电子设备外面金属罩 通讯电缆外层金属套,电力工人高压带电作业，全身穿 戴金属丝网制成的衣、帽、手套、 鞋