7[1].静电现象的应用_ppt

第七节静电现象的应用 课堂引入 1 电场的最基本的性质是什么 对放入其中的电荷有力的作用 2 金属导体的微观结构又有什么特点呢 金属导体内部的外层电子与带正电的原子核间的相互作用比较弱 故容易脱离且在金属内部游离 称为自由电子 金属导体的整体就是由大量的在平衡位置附近做无规则热振动的正离子和无规则热振动的自由电子组成 3 什么是静电感应现象 导体中的自由电荷由于受到外电场的作用而重新分布的现象叫静电感应现象 静电平衡状态下导体的电场 1 金属导体的微观结构如何 讨论线索 2 导体处于电场中自由电子会怎样移动 3 自由电子会在什么地方积聚 4 电子积聚会出现怎样的结果 5 最终出现什么现象 导体内自由电子不再定向移动 的状态 静电平衡状态 静电平衡状态下导体的电场 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 静电平衡状态下导体的特征 研究静电平衡时导体内部的电荷 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 法拉第圆筒实验 法拉第圆筒实验 导体上电荷的分布 思考 电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢 1 关于静电平衡 下列说法中正确的是A 当导体达到静电平衡时 导体上任意两点间的电势一定相等B 当导体达到静电平衡时 其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直C 绝缘体也有静电平衡状态D 达到静电平衡时 电荷分布在导体的外表面 ABD 2 具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷 下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况 符合实际情况的是 3 在孤立点电荷 Q的电场中 金属圆盘A处于静电平衡状态 若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内 在圆盘A内a b c三点标出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 用实线表示 要求严格作图 4 带电量分别为 Q和 Q的两个点电荷相距为r 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒 如图所示 当导体达到静电平衡后 感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大 方向怎样 方向水平向左 5如图所示 一个原来不带电的中空金属球壳 上开一个小孔 若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触 则球壳外表面带 电 内表面带 电 若用手接触一下球壳后球壳内表面带 电 外表面 正 负 正 不带电 注意 1 用导线把导体接地或用手触摸导体时 可把导体和地球看成一个大导体 2 一般取无穷远处或大地的电势为零 6 如图 为一空腔球形导体 不带电 现将一个带正电的小球A放入腔中 当静电平衡时 图中a b c三点的场强大小关系是 A Ea Eb EcB Ea Eb EcC Ea Eb EcD Ea Ec Eb D b c a 思考 abc三点电势有什么关系 尖端放电 尖端放电的原理是什么 导体尖锐部位的电荷特别密集 尖端附近的电场特别强 会把空气分子 撞散 使分子中的正负电荷分离 这种现象叫电离 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子 这些带电的粒子与导体尖端的电荷异号粒子 由于被吸引而奔向尖端 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 尖端放电 尖端放电的原理有何应用 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 避雷针 1 避雷针的原理 带正 负 电的云层靠近避雷针时 因同种电荷相互排斥 异种电荷相吸引 电子由大地流向避雷针尖端 电子由避雷针尖端流向大地 避雷针上端留下异种电荷 当电荷积累到一定程度时 通过尖端放电 逐渐中和云层中的电荷 2 为了更好的应用尖端放电原理中和云层中的电荷 避雷针的上端做成几股针尖状 3 避雷针 应用 避雷针 尖端放电 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动 空气电离 正负电荷奔向异种电荷 尖端失去电荷 尖端放电 应用 避雷针 例题 避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是A 云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B 避雷针的尖端向云层放电 中和了云层中的电荷C 云层与避雷针发生摩擦 避雷针上产生的电荷被导入大地D 以上说法都不对带电荷的云层靠近避雷针时 在避雷针尖端感应出与云层相反的静电 达到一定程度就向空中放电 中和云层中的电荷 从而避免遭受雷击 静电屏蔽 由于静电感应 可使金属网罩或金属壳内的场强为零 遮挡了外界电场对它们的影响 这种现象叫做静电屏蔽 静电屏蔽现象 静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用 超高压带电作业的工人穿戴的工作服 是用包含金属丝的织物制成的 3 三条输电线的上方还有两条导线 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 静电屏蔽的应用 例题