高二物理选修3 静电现象及应用 ppt.ppt

静电的防止和利用 温州中学胡世良 静电感应 静电感应现象的原因 当不带电的导体处于电场中时 导体内的自由电子在电场力的作用下逆电场线而定向移动 使导体一侧带负电 而另一侧带上正电 静电感应现象 将不带电的导体靠近带电体时 导体上就带电了 靠近带电体的一端带异种电荷 远离带电体的一端带同种电荷 静电平衡状态 当导体中合电场强度为零时 导体中的自由电子不再受电场力而移动 1 静电平衡状态 导体中 包括表面 没有电荷的定向移动的状态 叫做静电平衡状态 特点一 处于静电平衡状态的导体 e0 e 故内部的场强处处为零 特点二 静电平衡状态的导体 电荷只分布在导体的外表面上 导体内部没有净电荷 特点三 整个导体是个等势体 表面是一等势面 特点四 导体表面上任一点的场强方向跟该点表面垂直 静电屏蔽 金属网罩能将外电场遮住 使其内部不受外电场的影响 这种现象叫做静电屏蔽 电子仪器外套金属网罩 通讯电缆外包一层铅皮等 应用 静电屏蔽是静电平衡下的导体其内部场强为零的理论的应用 导体空腔 不论是否接地 其内部不受腔外电荷的影响 接地的导体空腔 或金属网罩 其外部不受腔内电荷的影响 长为l的导体棒原来不带电 现将一电荷量为 q的点电荷放在与棒的左端距离为r的地方 如图 达到静电平衡后 棒上的感应电荷在棒内中点o处产生的场强有多大 方向如何 答 达到静电平衡后导体内部处处场强为零 则e感 e源 k q r l 2 2 e感方向与e源方向相反 即指向点电荷 q 如图 点电荷右侧放一平行金属板 试分析 金属板达静电平衡后 图中 板内点 三点场强大小关系如何 画出板中感应电荷在 点的产生的场强方向 如图所示 当带正电的绝缘空腔导体a的内部通过导线与验电器的小球b连接时 问验电器是否带电 答案 带正电 如图 把一个带正电的小球a从金属球壳b的小孔放入球壳中心 不与b接触 问b球的带电情况 若将球壳接地 b球带情况 一金属球 原来不带电 现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆mn 如图所示 金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a b c三点的场强大小分别为ea eb ec 三者相比 则a ea最大b eb最大c ec最大d ea eb e c 例1 在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体 a b分别是球壳内 外的两点 c是金属壳内部一点 其电场分布是 a b c d ea 0 eb 0 ec 0 ea 0 eb 0 ec 0 ea 0 eb 0 ec 0 ea 0 eb 0 ec 0 b 例2 ab是两个架在绝缘支座上的金属球 原来都不带电 中间用导线连接 现用一个带正电的小球c靠近b球 用手摸一下b球 然后撤去导线 再拿走小球c 那么 a b c d 以上三种说法都不对 a球带正电 b球带负电 a球带正电 b球不带电 a球不带电 b球带负电 c 例3 将悬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 不和球壁接触 另有一个悬挂在细线上的带负电的小球b向c靠近 则 a b c d a往左偏离竖直方向 b往右偏离竖直方向 a的位置不变 b往右偏离竖直方向 a和b的位置都不变 a往左偏离竖直方向 b的位置不变 b 例4 一个带有绝缘座的空心金属球a带有4 10 8c的正电荷 有绝缘金属小球b带有2 10 8c的负电荷 使b球与a球的内部接触后 将b球取出 则a b球各带电量为 a b c d qa