高二物理人教选修31课件1.7静电现象的应用

1、,高中物理选修3-1人教版,第一章 静电场,1.7 静电现象的应用,目标定位,静电现象的应用,知道什么是静电平衡状态，能说出处于静电平衡状态的导体的特征.,知道静电平衡状态下电荷的分布规律.,了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.,1,2,3,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,预习导学,1.叠加,定向移动,一、静电平衡状态下导体的电场,想一想：导体达到静电平衡后，导体内的电荷还在运动吗？,减弱,答案：达到静电平衡后，自由电子没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动,2. （1）处处为零 （2）垂直 （3）等势体 等势面 等势体,1没有 外表面,2. 越大 没有电

2、荷,二、导体上电荷的分布特点,静电现象的应用,3. （1）密度 强电场 分离 （2）吸引 中和 失去电荷,1封闭 壳内场强 产生影响,2. 金属网,三、静电屏蔽,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,一、静电平衡的理解及应用,1.对电势差UABWAB/q的说明,(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定 向移动，使导体两侧出现感应电荷。,(2)静电平衡时，导体内存在两个电场：外电场E0和感应电荷在 导体内部产生的附加电场E。,静电现象的应用,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，

3、直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。,在导体内部各位置，附加电场E与外电场E0方向相反、大小相等，导体内各位置的合场强为零，自由电荷所受合力为零,课堂讲义,2.对静电平衡的理解,(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡 时，自由电荷不再发生定向移动,(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的 ,(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为零是指原电场的电 场强度E0与导体两端感应电荷产生的场强E的合场强为 零,静电现象的应用,一、静电平衡的理解及应用,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 1 长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处

4、，如图所示当棒达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于_，方向为_,解析,q在P点形成的电场E0,EE0,静电现象的应用,根据点电荷的场强公式：,方向向左,左,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,例 1 长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示当棒达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于_，方向为_,课堂讲义,静电现象的应用,左,借题发挥,(1)当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时：感应电荷的分布会迅速变化，很快达到新的平衡,(2)静电平衡时，感应电荷产生的电场与外电场在导体内部的合场强

5、为零,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,1.静电屏蔽实质,静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电 荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场 “挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存, 矢量和为零而已,二、静电屏蔽的理解及应用,2.静电屏蔽的两种情况,静电现象的应用,(1)导体外部的电场影响不到导体内部,静电屏蔽的本质是静电感应，导体外面的电场不影响导体内部，是因为外电场与导体表面的感应电荷在导体内部任一点的场强叠加后合场强为零,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,静电现象的应用,如图所示，把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果

6、把验电器置于金属网罩内,再靠近带电体，箔片不再张开，说明网罩内不受外电场的影响,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,二、静电屏蔽的理解及应用,2.静电屏蔽的两种情况,静电现象的应用,(2)接地导体的内部电场影响不到导体外部.,接地导体的内部电场不影响导体外部，是因为导体外部的感应电荷都被排斥入地，在只有施感电荷和内壁感应出的异种电荷的情况下，两部分电荷在导体外部任何一点的场强叠加后合场强为零,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,静电现象的应用,如图所示，如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷q。由于静电感应，导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线分布如图甲所

7、示；当把导体球壳接地后，q在壳内的电场对外部空间就没有影响了，此时的电场线分布如图乙所示,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,静电现象的应用,AP、R上均出现感应电荷 BP、R上均没有感应电荷 CP上有而R上没有感应电荷 DP上没有而R上有感应电荷,例 2 如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时(),D,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,静电现象的应用,AP、R上均出现感应电荷 BP、R上均没有感应电荷 CP上有而R上没有感应电荷 DP上没有而R上有感应电

8、荷,例 2 如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时(),D,借题发挥,对静电屏蔽问题的分析，关键是抓住静电感应现象的特点并认识到感应电荷的分布 .,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,1.处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零的原因是() A导体内部无任何电场 B外电场不能进入导体内部 C所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零 D外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强 为零,静电平衡中的感应电场,D,静电现象的应用,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,静电平衡状态导体的特征,解析,电场线的疏密程度表示电场的强弱;,2如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势的关系是（ ）,静电现象的应用,AEaEbEc，abc BEaEbEc，abc CEaEbEc，abc DEaEcEb，abc,D,沿电场线方向电势逐渐降低,abc,EaEcEb,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,3电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是() A铜