人教版高二物理选修31《17静电现象的应用》课件(共28张PPT)

1、ABC放入电场中的导体放入电场中的导体把导体放入电场会出现怎样的现象把导体放入电场会出现怎样的现象? ?(1)(1)金属导体的微观结构如何？金属导体的微观结构如何？讨论线索：讨论线索：(2)(2)导体处于电场中自由电子会怎样移动导体处于电场中自由电子会怎样移动? ?(3)(3)自由电子会在什么地方积聚自由电子会在什么地方积聚? ?(4)(4)电子积聚会出现怎样的结果电子积聚会出现怎样的结果? ?(5)(5)最终出现什么现象最终出现什么现象? ? E0E二、二、静电平衡静电平衡-1 1、导体中自由电荷在、导体中自由电荷在电场力作用下将发生电场力作用下将发生定向移动定向移动. .-EEE2 2、

2、导体两端出现导体两端出现感感应电荷应电荷, ,感应电荷在导感应电荷在导体中中产生反方向的体中中产生反方向的附加附加的的感应电感应电场场. .二、二、静电平衡静电平衡0E-E-3 3、感应电荷的电场、感应电荷的电场增到与外电场相等时，增到与外电场相等时，导体内导体内合场强为零合场强为零。自由电荷的定向移动自由电荷的定向移动停止停止. .二、二、静电平衡静电平衡 1 1、静电平衡状态：、静电平衡状态：发生静电感应的导体，当感发生静电感应的导体，当感应电荷产生的应电荷产生的感应感应电场电场EE和原电场和原电场E E在导体内叠在导体内叠加为零，即加为零，即E=EE=E时，自由电子停止定向移动，这时，自

3、由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫时导体所处的状态叫静电平衡状态静电平衡状态。EEEE合=0二、二、静电平衡静电平衡 -E当内部合场强为零时，即当内部合场强为零时，即E=E时，电荷不再发生定时，电荷不再发生定向移动。这时导体所处的状态叫向移动。这时导体所处的状态叫静电平衡状态。静电平衡状态。E=E本质：E合合=E原原+E感应感应E原原= - E感应感应E合=0静电平衡条件静电平衡条件导体静电平衡下的特点：1、处于静电平衡下的导体，内部的场强处处为零。、处于静电平衡下的导体，内部的场强处处为零。2、处于静电平衡下的整个导体是个等势体，它、处于静电平衡下的整个导体是个等势体，它 的表面是个等

4、势面。的表面是个等势面。F=0，W=0W=Uq，U=0；导体中任意两点电势；导体中任意两点电势差为差为0，即任意两点电势相等，即任意两点电势相等3、导体表面外的电场线与导体表面垂直。、导体表面外的电场线与导体表面垂直。2 2、处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零；（2 2）整个导体是一个等势体，表面是一个）整个导体是一个等势体，表面是一个 等势面等势面； （3 3）导体外部表面附近场强方向与该点的）导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直表面垂直；地球是一个极大的导体，可以认为处于地球是一个极大的导体，可以认为处于静电

5、平衡状态，所以它是一个等势体。这是静电平衡状态，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。我们可以选大地做零电势体的一个原因。法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验初态初态：B B带电，带电， A A不带电不带电2 2、处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零；（2 2）整个导体是一个等势体，表面是一个）整个导体是一个等势体，表面是一个 等势面等势面； （3 3）导体外部表面附近场强方向与该点的）导体外部表面附近场强方向与该点的 表面垂直表面垂直；（4 4）导体内部没有电荷导体内部没有电荷, ,电荷分布在导体的电荷

6、分布在导体的外表面外表面；（5 5）导体表面越尖锐的位置电荷越密集导体表面越尖锐的位置电荷越密集, ,凹凹陷的位置几乎没有电荷陷的位置几乎没有电荷 1当导体达到静电平衡时，场强方面的特征当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（是（ ） A外电场外电场E0消失消失 B感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E为零为零 C导体内部的合场强导体内部的合场强E为零为零 D导体表面和内部的合场强均为零导体表面和内部的合场强均为零C2、导体自身带电处于静电平衡，下列说法中、导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是正确的是 ( )A.导体内部场强是导体内部场强是0，所以电势也是，所以电势也是0B.电荷只分布

7、在外表面，曲率半径小的地方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，电场线一定和外表电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面处处垂直面处处垂直D.以上说法均不正确以上说法均不正确C、如图，长为、如图，长为L的导体棒原来不带电，的导体棒原来不带电，现将一带电量为现将一带电量为q的点电荷放在距棒左的点电荷放在距棒左端为端为R的某点的某点.当达到静电平衡时，棒上当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大小为多大?现象：现象：由于静电感应，验电器箔片张开由于静电感应，验电器箔片张开，如图甲如图甲

8、。将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图乙，即外部电场影响不到导体内部如图乙，即外部电场影响不到导体内部本质：本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零在导体内部任一点的场强的叠加结果为零三、静电屏蔽三、静电屏蔽1、导体内部不受外部电场的影响导体内部不受外部电场的影响静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，这就叫做静电屏蔽。 超高压带电作业的工人穿

9、戴的工作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。服，是用包含金属丝的织物制成的。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。四、四、尖端放电尖端放电 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子的电场特别强，会把空气分子“撞散撞散”，使分，使分子中的子中的正负电荷分离正负电荷分离，这种现象叫，这种现象叫空气空气电离电离。 中性的分子电离后变成带负电的自由电子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和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端电

10、荷电荷异号异号的的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷尖端上的电荷中和中和，这相当于导体从尖端失去，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫电荷。这个现象叫尖端放电尖端放电。导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端周围电场强尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动空气空气分子中正负电荷分开分子中正负电荷分开，并被电场加速，并被电场加速，撞击空气分子产生更多正负电荷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与尖端电性相反的粒子奔向尖端相当于尖端失去电荷相当于尖端失去电荷尖端放电尖端放电三，尖端放电三，尖端放电空气电离 思考思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针避雷针燃气灶和燃气热水器的电子点火装置燃气灶和燃气热水器的电子点火装置针针尖尖形形状状 思考思考2 2：验电器或静电计金属杆上端为什么固：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？定一个金属球而不做成针尖形状？（1 1）原理：原理：带正（负）电的云层靠近避雷针带正（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，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