高中物理 第7节静电现象的应用精品课件 新人教版选修31.ppt

在带电的鸟笼里 鸟儿为什么仍能安全无恙 运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地面 这又是为什么呢 1 导体放进电场中 近端出现与施感电荷的感应电荷 远端出现与施感电荷的感应电荷 这种现象叫 2 当放入电场中的导体中 包括表面 没有电荷的定向移动时 则导体达到状态 3 金属网罩 或金属包皮 能把外电场遮住 使内部不受外电场的影响 它们的这种作用叫 4 导体尖端的电荷密度 附近电场 使得空气 导致导体从尖端失去电荷的现象 叫 异种 静电感应 静电平衡 静电屏蔽 很大 很强 电离 尖端放电 同种 静电感应 处于电场中的导体 由于电场力的作用 电荷出现重新分布的现象 1 静电平衡状态 导体中 包括表面 没有电荷定向移动的状态 2 特点 3 静电平衡导体的电荷分布特点 内外表面分布不同 电荷都分布在外表面 导体内部没有净电荷 受导体的形状影响 不光滑处电荷密度大 远近端 电荷的电性相反 电量相等 a 如左图所示 处于静电平衡状态的导体 离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷 即 远同近异 b 如右图所示 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 有些问题中所提到的 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 特别提醒 一个孤立的带电体 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 人与大地都是导体 在人摸 触 导体的过程中 带电体 人 大地组成一个新导体 地球往往是新导体的远端 1 导体球壳 或金属网罩 内达到静电平衡后 内部不受外部电场的影响 这种现象叫静电屏蔽 2 静电屏蔽实质是利用了静电感应现象 使金属壳内的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 特别提醒 将金属壳的外表面接地时 金属壳与大地构成一个长导体 当壳内存在电场时 壳内表面为近端 而地球的另一端为远端 这样可以使壳内的电场不影响壳外 对外起屏蔽作用 举例说明静电屏蔽在日常生活中的应用 答案 一些精密的电表或电子设备外面所套的金属罩 通讯电缆外面包的一层铝皮 都是用来防止外界电磁场的干扰 由于导体尖端的电荷密度很大 其附近电场很强 使得空气电离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 2008年6月24日强雷电袭击杭州 威力之猛近期少有 雷暴天气和雷击事件 引起了杭州市委 市政府的高度重视 要求有关部门加大防雷避雷知识的宣传 提高广大人民群众的防范意识 做好防雷工作 保障人民群众安全 假如在户外我们遭遇雷电 下列防雷措施可行的是 在大树下避雷雨 停留在山顶 山脊的凉亭等地方避雷雨 不要快速开摩托 快骑自行车和在雨中狂奔 在空旷地带 最好关掉手机电源a b c d 解析 表面具有突出尖端的导体 在尖端的电荷分布密度很大 使得其周围电场很强 就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电 因此不要在大树下避雨 别停留在山顶 山脊的凉亭等地方 快速开摩托 快骑自行车和在雨中狂奔 身体的跨步越大 电压就越大 雷电也越容易伤人 在空旷地带使用手机通话 手机很有可能成为闪电的放电对象 答案 d 误区1 静电屏蔽中导体壳必须接地 点拨 封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响 封闭导体壳不论接地与否 内部电场都不受壳外电荷影响 接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响 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 脱下尼龙衣服时 有时会听到响声 在黑暗中还能看到火花 这是什么现象 是怎样产生的 解析 这是一种常见的静电现象 是由于摩擦产生的 当电荷积累相当多时 带电物体之间会产生火花放电 我们就会看到火花 听到响声 点评 静电现象在生产 生活中经常发生 有些是利用静电现象工作的 如静电复印 静电除尘等 有些则会造成危害需要消除 2009 福建仙游现代中学高二检测 在医疗手术中 为防止麻醉剂乙醚爆炸 地砖要用导电材料制成 医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套 一切设备要良好接地 甚至病人身体也要良好接地 这样做是为了 a 消除静电b 除菌消毒c 应用静电d 防止静电答案 a 如图所示 a b为两个带等量异号电荷的金属球 将两根不带电的金属棒c d放在两球之间 则下列叙述正确的是 a c棒的电势一定高于d棒的电势b 若用导线将c棒的x端与d棒的y端连接起来的瞬间 将有从y流向x的电子流c 若将b球接地 b所带的负电荷全部流入大地d 若将b球接地 b所带的负电荷还将保留一部分 解析 由下图所示的电场线方向可知a b c d的电势高低为ua uc ud ub 当用导线将c棒的x端与d棒的y端连接的瞬间 将有自由电子从电势低的d棒流向电势高的c棒 这时c与d已通过导线连接为一个导体了 静电平衡后 它们的电势相等 c的x端仍带负电 d的y端仍带正电 而c的右端及d的左端均不带电 即c右端的正电荷与d左端的负电荷中和掉了 当将b球接地时 一部分自由电子从低于大地电势的b球上流向大地 而一部分电子受到d棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处 如果把带正电的a球移走 接地的b球上的负电荷才全部流入大地 故选项a b d正确 答案 abd 如图所示 接地的金属板右侧有固定的点电荷 q a b点是金属板右侧表面的两点 其中a到 q的距离较小 下列说法正确的是 取大地电势为零 a 由于静电感应 金属板右侧表面带负电 左侧表面带正电b 由于静电感应 金属板右侧表面带负电 左侧表面不带电c 整个导体 包括表面上的a b点 是一个等势体 且电势等于零d a b两点的电场强度不为零 且a b两点场强方向相同 但a点的场强比b点的场强要强 大 一些 答案 bcd解析 金属板接地时 右侧表面仍有感应负电荷 而且a点附近的电荷面密度 单位表面积的电荷量 比b点附近的电荷面密度要大些 场强要强 大 些 电场线也密一些 整个金属板是等势体 右侧表面是等势面 电场线与等势面垂直 可见a b两点的场强方向都垂直指向右侧面 方向相同 选项d也正确 将悬挂在细线上的带正电的小球a放在不带电的金属空心球c内 不与球接触 另有一个悬挂在细线上的带负电的小球b向c靠近 如图所示 于是有 a a向左偏离竖直方向 b向右偏离竖直方向b a的位置不变 b向右偏离竖直方向c a向左偏离竖直方向 b的位置不变d a和b的位置都不变 解析 带正电的小球a放在不带电的空心球c内 由于静电感应 空心球外壳带正电 内壁带负电 因此b所在处有电场 所以b在电场力作用下向右偏靠近c 由于空心球能屏蔽b球的电场 所以 a所在处场强为零 故a球不受电场力 位置不变 答案 b 点评 注意电场的分布特点非常重要 c球金属壳内无电场 所以其内外没有力的直接联系 当b球靠近时 引起c球外壳的电荷分布的变化 但内表面负电荷分布仍然均匀 下图中p是一个带电体 n是一个不带电的金属空腔 在哪些情况下 放在绝缘板上的小纸屑 图中s 不会被吸引 答案 ad 如图所示 一带负电的点电荷q旁放一大金属板 试定性画出金属板的感应电荷在距板很近的一点p处产生电场强度的方向 p点与金属板之间的距离不可忽略不计 并简要叙述作图的步骤和理由 解析 先画出p点的合场强为垂直于板面向右 再画出点电荷q在p点产生的场强 沿