1.7.静电现象的应用 公开课用 ppt课件

第七节静电现象的应用 一放入电场中的导体 把导体放入电场会出现怎样的现象 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 一 放入电场中的导体 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 处于静电平衡状态下导体的特征 地球是一个极大的导体 可以认为处于静电平衡状态 所以它是一个等势体 这是我们可以选大地做零电势体的一个原因 思考 电荷在导体上的分布是怎样的呢 是不是这样分布呢 二 导体上电荷的分布 导体内部有无电场 实验1 研究空腔导体内外表面的电荷 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1 导体内部没有电荷 电荷分布在导体的外表面 二 导体上电荷的分布 为什么 二 导体上电荷的分布 实验2 法拉第圆筒实验 结论2 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 导体尖端的电荷密度很大 附近的电场特别强 它会导致一个重要的后果 就是尖端放电 在强电场作用下 物体曲率大的地方 如尖锐 细小的顶端 弯曲很厉害处 附近 等电势面密 电场强度剧增 致使这里空气被电离而产生气体放电现象 称为电晕放电 而尖端放电为电晕放电的一种 专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象 三 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 空气分子中正负电荷分开 并被电场加速 撞击空气分子产生更多正负电荷 与尖端电性相反的粒子奔向尖端 相当于尖端失去电荷 尖端放电 三 尖端放电 空气电离 思考1 尖端放电在生活中有哪些应用 避雷针 燃气灶和燃气热水器的电子点火装置 针尖形状 思考2 验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状 避雷针 避雷针 避雷针是针状金属物 装在建筑物的顶端 用粗导线与埋在地下的金属板相连 以保持与大地的良好接触 当带电云层接近时 大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端 并由于尖端放电而释放到空气中 与云层中的电荷中和 达到避雷的目的 四 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 相当于遮挡了外界电场对它内部的影响 这种现象叫做静电屏蔽 静电屏蔽现象 静电屏蔽的应用 思考3 有线电视线与普通导线有什么区别 能否用普通导线代替有线电视专用线 静电屏蔽的应用 超高压带电作业的工人德尔工作服要用包含金属丝的织物制成 三条输电线上方还有两根导线与大地相连 形成一个稀疏金属 网 将高压线屏蔽起来 思考4 你有没有遇到过在家里用手机打电话信号不好的情况 为什么 钢筋混凝土的框架式结构提高抗震能力的同时也对信号起到一定的屏蔽作用 小结 1 什么是静电平衡状态2 静电平衡状态下导体的特点3 静电平衡时 导体上电荷分布特点4 静电屏蔽现象及应用 2010年高考试题 15 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 A 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C 小鸟停在单根高压输电线上会被电死D 打雷时 呆在汽车里比呆在木屋里要危险 B 解析 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 因为塑料和油摩擦容易起电 产生的静电荷不易泄漏 形成静电积累 造成爆炸和火灾事故 一辆金属车身的汽车也是最好的 避雷所 一旦汽车被雷击中 它的金属构架会将闪电电流导入地下 轻松练习 1 当导体达到静电平衡时 场强方面的特征是 A 外电场E0消失B 感应电荷产生的电场E 为零C 导体内部的合场强E为零D 导体表面和内部的合场强均为零 C 2 将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A 如1 93所示 以下说法正确的是 A 导体B上各点的场强大小相等B 导体A内部的场强一定为零C 导体B的左端电势比右端电势高D 导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零 解析 A错 导体B上内部各点的场强大小为零 但是外部场强大小不相等B对 导体A内部的场强一定为零 因为电荷分布在外表C错 导体B的左端电势和右端电势一样高 是等势体D对 导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零 因为它和A的电场合场强叠加为零 如图 长为L的导体棒原来不带电 现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点 当达到静电平衡时 棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大 1 导体自身带电处于静电平衡 下列说法中正确的是 A 导体内部场强是0 所以电势也是0B 电荷只分布在外表面 曲率半径小的地方场强大 所以电势高C 电荷只分布在外表面 电场线一定和外表面处处垂直D 以上说法均不正确 C 巩固练习 把原来不带电的金属球壳B的外表面接地 将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内 但不与B发生接触 达到静电平衡后 则 A 球壳B的空腔中场强处处为零 B 球壳B不带电 C 球壳B的内 外表面电势相等 D 球壳B的电势为零 解析 A错 空腔内部电场不为零 B错 球壳内表面由于静电感应 要带负电荷 C对 处于静电平衡状态的导体 是个等势体 其上电势处处相等 D对 通常以大地为零电势 由于球壳与大地构成一个整体 相当于一个大导体 所以电势处处相等 是个等势体 所以电势都为零 3 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 a b c 主要原因是这么几个方面 站在高压线上的小鸟 是站在同一根电线上的 并联电路 第一 双脚站立时 由于小鸟两脚间距离很短 分得的电压也就相对很少 第二 双脚站立时候 相对于电线 小鸟身体电阻要大得多 尤其爪子上面有角质层 电阻太大 相当于电线在小鸟两脚间形成短路 所以通过小鸟的电流很小不过 如果鸟儿的身体同时接触到两根电线 或者站在电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴 就会有电流从鸟儿身上流过 使它触电身亡 正因为如此 人们在高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间 总是隔着一个长长的绝缘瓷瓶 它既可