静电现象的应用2.ppt

1 7静电现象的应用 复习 一 电势与电场强度的关系 无直接关系 二 电势差与电场强度的关系 理解 1 只适用于匀强电场 d 沿场强方向的距离 E 原因 置于电场中的导体 自由电荷受电场力作用 将发生定向移动 一 静电平衡状态及其特点 新课 静电现象的应用 E 现象 在导体两端 积聚等量异种电荷 即静电感应现象 E 感应电荷在导体内部产生电场E 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 E 结果 当导体内部合场强为零时 即E E时 导体内部不再有电荷的定向移动 我们就说导体达到了静电平衡状态 E E E E内 0 E E内 0 1 导体内部场强处处为零 2 导体是个等势体 表面是个等势面 3 导体表面上任一点的电场线方向跟该点的表面垂直 如图所示 绝缘导体A带正电 导体B不带电 由于静电感应 使导体B的M端带上负电 而N端则带等量的正电荷 1 用导线连接M N 导线中有无电流流过 2 若将M N分别用导线与大地相连 导线中有无电流流过 方向如何 1 无电流 因为MN点等势 2 有电流 从导体流向大地 处于静电平衡的导体是个等势体 内部场强为零 但电势不为零 巩固训练 二 静电平衡状态下导体上电荷的分布特点 1 导体内部没有电荷 电荷只分布在导体的外表面 2 在导体表面 越尖锐的位置 电荷的密度越大 凹陷的位置几乎没有电荷 结论 三 尖端放电及应用 空气被电离后所带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 相当于导体从尖端失去电荷的现象 高压设备中导体的表面尽量光滑减少电能的损失 思考 空心导体壳内的验电器箔片会张开吗 静电屏蔽 当金属外壳达到静电平衡时 内部场强处处为零 因而金属的外壳会对其内部起保护作用 使它的内部不受外电场的影响 这一现象叫静电屏蔽 不会因为导体壳内部合场强为零 四 静电屏蔽 该现象表明金属网罩也能起到静电屏蔽作用 思考 用金属网罩将验电器罩住 会怎样呢 不接地空腔 只能做到内屏蔽 不能做到外屏蔽 所以称为半屏蔽 接地空腔 既能做到内屏蔽 也能做到外屏蔽 所以称为全屏蔽 1 电学仪器和电子设备外面的金属罩 通讯电缆外面包的一层铅皮 可以防止外电场的干扰 2 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 可以对人体起到静电屏蔽作用 使人安全作业 静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用 3 野外高压线上方还有两条导线与大地相连 形成一个稀疏的金属 网 把高压线屏蔽起来 免遭雷击 练习1 一个不带电的空心金属球 在它的球心处放一个正电荷 1 其电场的分布是下图中的 2 若将金属球的外壳接地 则其电场的分布是 B D 巩固训练 练习2 如图所示 球壳内部球心位置放置正点电荷Q 球壳内A点 壳壁中B点 D点 壳外C点 则下列说法不正确的是 A B D两点的电势相等B A C两点的电势相等C 如果球壳外部接地 B D两点的电势等于零D A B D C B 练习3 如图所示 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 点电荷到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的符号 2 由于静电感应而在金属球上出现了电荷 它们也在空间激发了电场 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 3 不能 没有电势差 电荷不能移动 2 练习4 长为l的导体棒原