知识点静电屏蔽PPT课件

.,1,7静电现象的应用,.,2,1静电平衡状态：处于电场中的导体内外电场相互叠加，使导体内部电场减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生,_的状态,定向移动,2空气的电离：导体尖端的电荷_很大，附近的电场很_，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击空气中的气体分子，从而使分子的正负电荷分离的现,象,密度,强,.,3,3尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号_的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷_，,相当于导体从尖端失去电荷的现象,相反,中和,4处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是,(,),C,A外电场不能进入导体内部B所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零C外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零D以上解释都不正确,.,4,5将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的,),B,带负电的小球B，如图171所示，于是有(AA往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向BA的位置不变，B往右,图171,偏离竖直方向CA往左偏离竖直方向，B的位置不变DA和B的位置都不变,.,5,知识点1静电平衡状态下导体的电场及其电荷的分布1静电感应(1)如图172，将金属导体置于电场强度为E的电场中，导体内的_在电场力的作用下，将发生,_,自由电子,定向移动,图172,.,6,(2)如图173，在导体两端，积聚_电荷，,即静电感应现象,等量异种,图173,图174,(3)如图174，感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场_只要内部合场强不为零，自由电子就会继,续做_,叠加,定向移动,.,7,2导体处于静电平衡状态(1)如图175，当内部合场强为_时，即EE,零,时，自由电子不再发生定向移动图175,图176,(2)如图176，处于静电平衡状态的导体，内部的电场处,处为_,零,.,8,3讨论,(1)若静电平衡时导体内部场强不为零，会出现什么现象？,(2)若静电平衡时导体不是等势体，会出现什么现象？,.,9,(3)若静电平衡时导体外部表面附近任何一点的场强方向,不与该点的表面垂直，会出现什么现象？,.,10,4研究静电平衡时导体内表面的电荷图177(1)现象：图177甲中，A的箔片_；图乙,中，A的箔片_.,张开,没有张开,(2)结论：静电平衡时，导体内表面_(填“有”或,“没有”)电荷,没有,.,11,1静电平衡状态下导体的特点,(1)导体内部场强处处为零(不为零则自由电子将继续移动,直至合场强为零),(2)导体是个等势体，而且它的表面是个等势面,(3)导体外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表,面垂直,.,12,2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常常把大地选做零电势体的一个原因,3导体上电荷的分布,(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的,电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷,.,13,【例1】(双选)如图178所示，Q为带负电的绝缘小球，AB为一原来不带电的中性导体且放在Q附近，达到静电平衡,状态时，下列判断正确的是(,),AA端的电势高于B端的电势B以无限远处或大地为电势零点，导体AB的电势大于零CA、B两端电势相等,D导体内的场强大小均为零,图178,.,14,解析：达到静电平衡的导体是等势体，内部场强处处为零；导体AB因感应起电，左端A带正电，右端B带负电，电场线分布如图179所示，因有电场线从无限远处到B端、从A端到Q，故导体AB的电势小于零，高于Q.因导体AB是等势体，故电场线不可能从A出发到B终止，否则A端电势将高于B端,图179,答案：CD,.,15,【触类旁通】1如图1710所示，在真空中把一绝缘导体AB向带,),负电小球P缓慢地靠近的过程中，下列说法不正确的是(AB端的感应电荷越来越多B导体内部场强越来越大C导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强,图1710,D稳定时导体中M、N两点的电势相等,.,16,知识点2尖端放电,1752年7月在费城一次雷雨天气中，富兰克林把风筝放入空中，冒着极大的生命危险，把“天电”引入了莱顿瓶，成功地证实了闪电的特性.1753年他在充分研究了“天电”特性并进行大量实验的基础上发现了尖端放电现象，从而发明了避雷针这是人类在征服大自然的道路上迈出的具有重大意义的一步,.,17,图1711,.,18,讨论：,(1)文中的“天电”就是我们日常所说的闪电，闪电是怎,样产生的？,当雷雨云过境时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，于是在云底与地面间形成强电场在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶草、林木、岩石等尖端附近，等电势面就会很密集，这里电场强度极大，空气发生电离，因而形成从地表向大气的尖端放电，这就是闪电的形成原因,.,19,(2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号_的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷_，相当,于导体从尖端失去电荷的现象,相反,中和,(3)避雷针：利用_避免雷击的一种设施,尖端放电,.,20,1空气的电离：强电场使空气分子中正负电荷分离的现象2尖端放电的过程：导体尖端的电荷密度大尖端附近的电场强空气中残留的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,3避雷针的原理：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，建筑物会感应上与云层相反的电荷，这些电荷会聚集到避雷针的尖端通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气的电荷，达到避免雷击的目的,.,21,【例2】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,解析：带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针的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，从而避免遭受雷击所以只有B正确,答案：B,.,22,【触类旁通】,2通常情况下空气是不导电的，但是当在每米长度的电压达到6.0105V时，空气将被电离而发生放电现象已知某次闪电的长度为500m，发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约为多少？,解：因为闪电时，每米长度的电压达到6.0105V，所以,发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约为UEd6.0105V/m500m3.0108V.,.,23,知识点3静电屏蔽,“法拉第笼”是一种用于演示等电势、静电屏蔽等原理的设备它由笼体、高压电源、电压显示器和控制部分组成其笼体与大地连通，高压电源将电流输送到放电杆，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等势体，内部电势为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上“法拉第笼”还可以有效地隔绝笼体内外的电场和电磁波干扰，这叫做“静电屏蔽”,.,24,2005年，两位英国科学家在伦敦进行了一次危险的电力学表演其中一名科学家把另一位科学家关进一个名叫“法拉第笼”的特殊铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险,图1712,.,25,讨论：(1)空腔导体的特点：空腔导体能把外电场挡住，空腔内_(填“有”或“没有”)电场，空腔内不受_的,影响,没有,外电场,(2)静电屏蔽：导体的外壳(金属网罩)对它的_起到“保护”作用，使它的_不受_的影响，这种现象称为静电屏蔽,内部,内部,外电场,.,26,1静电屏蔽的两种情况,(1)金属壳内部空间不受外部电场的影响,如图1713甲所示，使带电的金属球靠近验电器由于静电感应，验电器的箔片张开，这表明验电器受到了外电场的影响如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图乙所示，验电器的箔片就不张开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不张开这表明金属网罩能把外电场挡住，使罩内仪器不受外电场影响,图1713,.,27,(2)接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响若一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷q，由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线如图1714甲所示当把导体壳接地后，q在壳内的电场对壳外空间就没有影响了，如图乙所示,图1714,.,28,2静电屏蔽的应用,(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，可以防止电场的干扰,(2)电力工人高压带电作业，全身穿着用金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业,.,29,【例3】如图1715所示，A为空心金属球壳，B为金属球将另一带正电的小球C从球壳A开口处放入球壳中央，不接触球壳，然后用手摸一下球壳，再用手接触一下B球，再,移走C球，则(,),A球壳A带负电，B球带正电B球壳A带负电，B球不带电C球壳A和B球都带负电,D球壳A和B球都带正电,图1715,.,30,解析：首先带正电的小球C从球壳A开口处被放入球壳中央，根据静电感应现象可知，球壳内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷手接触球壳相当于球壳接地，由地面上来的电子与球壳表面正电荷中和，使球壳外表面不带电，球壳外表面电势为零，此时球壳对外起静电屏蔽作用，球壳内的电场不影响外部,答案：B,.,31,【触类旁通】3下列图中，金属壳放在光滑的绝缘水