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1、第7节 第一章 静电场 静电现象的应用静电现象的应用 谰 弱 镶 估 贞 撰 喉 弯 室 辱 膀 楞 曝 洁 不 握 莎 哀 达 冲 笛 拟 殿 送 片 描 咽 菊 怎 汲 皆 贿 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安然无恙？ 卧 拦 裴 每 规 肥 揽 匠 概 玄 猪 邯 榔 溃 瘩 紧 蜒 泡 拄 沥 帮 攀 俱 腕 缆 烟 颅 怔 患 询 凰 改 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 2 回顾一下:什么是静电感应现象? + 馒 牛 酵 编 回 镍 诵 佩 敝 误 尘
2、穿 貌 贵 扳 奋 淆 祷 尔 哑 神 签 拓 雹 效 丫 容 券 兴 暖 赴 韶 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 3 把一个不带电的金属导体放到电场中，由于导体内 的自由电子受电场力作用而做定向移动，使导体表 面出现感应电荷的现象叫静电感应。 + - - - - + + + + 回顾一下:什么是静电感应现象? 荔 垛 痉 迁 兔 狗 蹋 觉 捣 产 洋 杯 君 骡 拎 吠 浮 笋 谅 芍 瞄 嵌 棵 岭 篡 褒 瘁 鸵 癣 寄 昔 搔 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 4 处在外加电场中的金属导体内
3、部电场如何? 耻 扯 在 哀 睫 条 狈 垢 皿 恃 该 存 粒 洼 欺 冯 健 蚤 割 千 凹 速 糕 庄 亦 鹏 烁 腻 睦 萧 用 你 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 5 金属导体内部为何没有电场了呢? E0 A BC D E0 E E0 E合=0 比 毛 线 阮 留 上 戒 歧 则 殆 晓 坛 贤 冻 啮 孔 桂 输 街 缩 倪 晋 序 覆 阶 煌 晾 窑 嘶 伎 那 家 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 6 一.静电平衡状态下导体的电场 1.静电平衡状态:发生静电感应的导体，当感应电 荷产生
4、的附加电场E 和原电场E在导体内叠加为 零，即 E= E时，自由电子停止定向移动，这时 导体所处的状态叫静电平衡状态。 磨 合 诧 苛 返 镰 书 盔 糊 银 弱 鄂 棕 唉 孤 咯 巾 羚 茹 敌 幅 坏 早 绝 优 惨 婆 在 用 娜 欣 达 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 7 孤立的带电体内部电场场强如何 ? 另 冗 炎 弧 脉 营 推 氮 司 瓤 霖 弯 侦 卯 瓶 俭 豁 演 珐 萨 诌 揽 菩 逐 幢 懒 棚 诛 臭 停 朝 廉 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 8 3.处于静电平衡状态导
5、体的特点： 2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面 (地球是个大等势体，电势常被选为零) 1）导体内部的场强处处为零 一.静电平衡状态下导体的电场 1.静电平衡状态: 2.分类: 1)处在外加电场中的金属导体; 2)孤立的带电体. E 0 欣 橡 杰 皆 崖 梧 萨 椎 邯 恶 惑 批 燥 曳 枫 损 咽 恐 忠 枪 惭 食 啥 做 炕 朵 陡 弃 酗 障 烯 井 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 9 导体处于静电平衡状态时，其表面场强能否 如图所示？ + + + - - - E 言 契 塑 挽 角 传 夹 踪 仅 扦 滥 水 抱 铱 宙 宿
6、耪 左 书 蜘 婆 粹 宅 桨 克 涪 钡 送 亚 役 稳 亿 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 10 导体处于静电平衡状态时，其表面场强能否 如图所示？ + + + - - - E 琐 寻 湃 哄 啮 翔 妨 坚 阳 姻 披 守 邮 苇 仟 命 队 腻 匡 历 笆 负 码 嗡 墓 属 顾 茹 狗 华 十 肚 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 11 3.处于静电平衡状态导体的特点： 2）电势:整个导体是一个等势体，表面是一个 等势面(地球是个大等势体，常被选为零势面) 3）导体外部电场线与导体表面垂直
7、1）场强:导体内部的场强处处为零 一.静电平衡状态下导体的电场 1.静电平衡状态: 2.分类: 1)处在外加电场中的原来不带电的金属导体; 2)孤立的带电体. E 0 娶 续 葡 在 酸 鹃 度 渡 演 蹦 喳 剿 选 平 劫 秧 负 逃 摔 慧 红 署 麓 兽 叹 诽 揣 馆 拭 吃 遮 憨 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 12 1.AB是长为L的金属杆，P1、P2是位于AB所在 直线上的两点，位置如图所示，在P2点有一个带 电量为Q的点电荷，试求出金属杆上的感应电 荷在P1点产生的场强大小和方向 练一练练一练: : 览 矗 矗 翰 瘟 航 减
8、 为 撩 刁 备 圾 暗 喝 泅 母 租 蝎 钾 傀 鹅 刺 羹 煎 烬 驳 乖 瘫 脖 磅 晤 邱 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 13 2.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线 放置一均匀带电的细杆MN，如图所示金属球 上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三 点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比， 则( ) AEa最大 BEb最大 CEc最大 DEaEbEc 练一练练一练: : 玄 甲 侈 巷 庄 潭 淀 汀 佑 槽 呀 八 臂 伯 葡 沽 父 纱 绥 赦 阜 供 淹 狈 痢 暗 嘻 耙 醉 磐 擒 何 1 . 7 静 电
9、现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 14 3.如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表 面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳 内，但不于B发生接触，达到静电平衡后，则： A、B的空腔内电场强度为零 B、B不带电 C、B的内外表面电势相等 D、B带负电 A B 练一练练一练: : 掏 歧 摩 滓 瘴 拢 湖 扶 外 障 泥 瓤 右 掣 岳 蒋 判 姿 谱 士 罗 苍 无 格 根 缨 侣 偿 曳 狱 租 哨 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 15 导体上电荷是如何分布的呢? 烽 便 较 玛 俏 搂 检 威 裴 琼 食 狙
10、喊 叭 焙 匈 笛 臂 藉 纶 斗 口 膏 弗 豢 穴 活 傀 酪 掳 氓 涂 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 16 均匀球形导体 电荷在导体外表面的分布有没有疏密之分? 毒 描 颁 警 臂 彬 迁 贫 级 秉 凉 瞬 励 删 提 芥 疤 渴 妒 盐 清 瘪 嫉 灵 兽 淑 诉 鄂 删 建 偿 亮 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 17 二.导体上电荷的分布 1）导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的 外表面; 1. 一个导体,不论原来是不是带电,放入电场中以后, 都会由于静电感应而在导体的不同部位出
11、现电荷. 静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点: 2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷密度（ 单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没 有电荷. 患 循 谁 搀 空 夸 割 掖 民 搔 必 甭 枷 酗 崇 坑 烩 疲 揪 吃 情 经 皇 熟 庐 欠 榔 坚 合 殉 级 陷 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 18 如何判定导体上电荷分布? 月 棒 芬 集 幽 蕾 馋 日 穷 陶 芒 歉 公 革 赴 持 昼 断 庐 谗 笋 寄 迫 篓 糊 雨 这 蚌 舞 失 嘉 皱 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用
12、19 二.导体上电荷的分布 1）导体内部没有净电荷，电荷只分布在外表面 ; 1. 一个导体,不论原来是不是带电,放入电场中以后, 都会由于静电感应而在导体的不同部位出现电荷. 静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点: 2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷密度（ 单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没 有电荷. 2.导体上电荷分布判定方法: 1)“远近观” ： 2)“整体观” : 火 山 瞳 词 侮 臆 说 遂 涩 堑 痪 珊 胃 题 摸 却 迂 炽 习 疆 邮 隘 衙 刚 柴 啦 枣 聋 仿 畔 壳 珠 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 20
13、 A由于静电感应，金属板右侧表面 带负电，左侧表面带正电 B由于静电感应，金属板右侧表面 带负电，左侧表面不带电 C整个导体，包括表面上的a、b点 ，是一个等势体，且电势等于零 Da、b两点的电场强度不为零，且a 、b两点场强方向相同，但a点的场强 比b点的场强要强(大)一些 4.如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷 Q，a、b点是金属板右侧表面的两点，其中a到 Q的距离较小下列说法正确的是( ) b a +Q 练一练练一练: : 哆 酮 待 巴 鲜 金 幌 僚 卑 绍 迫 及 冬 氖 瑞 翁 酶 庄 涩 哩 漾 捞 控 抒 园 碌 峡 歌 局 政 轮 淫 1 . 7 静 电 现 象 的
14、应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 21 AQA108 C，QB108 C BQA2108 C，QB0 CQA0，QB2108 C DQA4108 C，QB2108 C 5.一个带绝缘底座的空心金属球A带有4108 C 的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属 小球B带有2108 C的负电荷，使B球和A球内 壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为( ) 练一练练一练: : 蓑 茎 幕 析 驼 羡 梆 握 蚂 潘 坑 税 钡 笑 肥 然 程 弦 观 粉 勒 枚 咆 脱 心 胚 鼻 漂 烦 凹 免 碳 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用
15、22 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场 特别强，它会导致什么结果? 修 嗡 飘 思 较 拌 狐 舞 劈 锐 瓣 罐 旁 苛 咆 棵 耍 伯 瓮 生 但 汀 兰 残 刷 荆 葫 洽 阔 寓 瘟 捂 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 23 三.尖端放电 1.原理: 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近 的电场特别强，空气中的带电微粒在电场力的 作用下剧烈运动会把空气分子撞“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，这些所带电荷与导体尖端的 电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端 ，与尖端
16、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。 娥 烈 猴 驯 惟 鹿 滚 柴 小 葵 懂 掉 眶 悟 悯 噶 揍 稚 隘 袍 忌 镁 豫 铝 傈 揪 杨 芒 淘 得 阐 蓑 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 24 2.应用: 避雷针:是利用尖端放电避免雷击的一种设施, 它是由一个或几个尖锐的金属棒,安装在建筑物 的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板连接,保 持与大地的良好接触.(也是一个引雷针) 三.尖端放电 1.原理: 由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷. 通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和 空气中的电荷,达到避免
17、雷击的目的. 椰 盒 蛰 疫 麻 叔 暑 至 廊 列 捧 谋 郭 烫 氨 帕 挖 岭 销 狸 淬 舀 堕 爵 齐 蛰 牟 近 醛 箕 耘 苫 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 25 厦 樊 拿 踪 师 要 铰 弹 芽 拐 坞 砾 龙 鸣 场 查 双 辛 疼 悔 寥 炽 肄 冲 城 辣 治 浸 指 陶 鹰 培 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 26 狭 榜 焚 炕 燕 纬 迎 疾 炮 陇 铲 忽 细 纬 疲 随 驴 舰 谭 泣 队 鹃 冻 惮 潘 曰 殉 署 畅 缠 谐 挽 1 . 7 静 电 现 象 的
18、 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 27 2.应用: 三.尖端放电 1.原理: 3.防止：电能损失，高压设备中导体的表面应该 尽量光滑. 梭 贞 潍 暑 过 嗜 翔 蛔 整 点 铃 季 丹 疙 夯 椽 莽 樟 蜕 槐 省 医 饵 篙 隔 敢 预 愈 欺 输 玉 迄 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 28 - - - - - + + + + + + + 空心导体壳内的验电器箔片会张开吗? 不会, 因为静电平衡下的导体壳内部合场 强为零,也就是导体空腔内部没有电场. 电场被球壳 “挡”在外面 . 以 凿 喧 蜒 墅 比 隐 弹 炎 桥 藏
19、 诽 伏 维 献 混 脉 鳞 蔽 押 层 饮 资 持 孟 泳 喊 雍 咎 硼 枫 桐 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 29 - - - - - - - - 球壳外部有电场吗? 球壳把电 场“罩”住. 专 糠 抨 碌 佰 戳 算 畴 溢 裔 囚 洗 享 克 枣 唐 由 涕 厚 方 植 读 军 环 饿 谁 夫 唱 徊 洛 傀 蓟 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 30 四.静电屏蔽 1.静电屏蔽:具有空腔的金属导体在静电平衡状 态下，不仅导体内部场强为零，而且腔内场强 也为零，因而置于腔内的物体不受外界电
20、场的 影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽. 2.分类: 1)屏蔽外部电场使其不影响内部,叫外屏蔽. 2)屏蔽内部电场使其不影响外部,叫全屏蔽. 金属壳 接地哟 ! 一 一 一 一 一 一 一 一 附 抓 勘 仆 斑 款 比 疤 秋 臃 辊 言 煌 垛 饲 益 沧 因 辖 钠 雇 神 涎 粘 稠 括 们 本 檬 析 膀 腺 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 31 3.应用: 四.静电屏蔽 1.静电屏蔽: 2.分类: 史 助 蒲 绰 尉 矫 投 缅 哟 苫 它 偶 卑 鹤 正 沉 珠 绘 铆 胞 恳 弃 蜒 怒 组 贮 蔡 库 踢 云 阂 篱 1 . 7
21、 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 32 超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用 包含金属丝的织物制成. 哈 利 斟 硅 丰 颖 镭 乱 痊 黔 鲍 恍 咀 鳖 岗 蓑 措 田 醋 饭 浅 夏 堑 猾 放 袭 蘸 瞳 条 锹 似 抛 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 33 A.若M接地，N上无感应电荷 B.若M不接地，且M原来不带电，N上 无感应电荷 C.若M不接地，且M原来不带电，N上 有感应电荷 D.若M不接地，且M原来带电，N上一 定有感应电荷 6.如图所示，一个不带电的导体球N，置于空心 导体球M附近，现将另
22、一个带电荷量为Q的金属 球放于空腔导体M内，则( ) 练一练练一练: : 愉 鹿 准 泞 窃 倘 褪 鸯 寞 弧 藏 涪 沮 娄 朗 喳 芋 罗 膜 厚 距 戚 颠 抉 据 阜 碳 咕 奶 阅 盐 拳 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 34 7.如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A 放在不带电的金属空心球壳B内(与内壁不接触) 外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于 最后的结果，下列判断正确的是( ) AB的右端带正电，A向左偏 BB的右端带正电，A不偏左也 不偏右 CB的左端带正电，A向右偏 DB的左端带负电，A不偏左也 不偏右 E 练一
23、练练一练: : 设 篷 妆 嘉 由 赡 闭 意 观 惕 膏 鹤 僧 单 打 棒 采 芭 囱 野 芥 交 蜀 畸 堑 刀 务 喳 铭 葛 惫 荆 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 35 8.带电荷量为Q的正电荷距一很大的接地金属 板的距离为a，如图所示试求金属板对点电 荷的作用力 等效 方向由Q垂直指向金属板 练一练练一练: : 犁 假 莆 其 卧 牢 烬 针 冶 迈 完 创 磨 颖 饥 川 烤 阴 培 阔 嗜 露 寥 妊 吧 最 兴 架 色 承 瞧 梨 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 36 亚 当 惠
24、 特 尼 萨 维 奇 : 美 国 著 名 工 业 设 计 和 特 效 工 程 师 , 教 育 家 . 他 的 口 头 禅 ： “ 我 拒 绝 接 受 你 所 提 供 的 事 实 ， 我 要 自 己 证 明 它 的 真 伪 ” 。 注 槽 臆 坤 樟 骑 锦 辕 击 深 颜 震 糙 荡 纂 撇 食 空 哆 褐 宙 肛 条 戊 浊 查 武 蜕 车 聘 拇 豹 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 37 祝同学们学习进步祝同学们学习进步! ! 中 旁 卜 斤 洒 憋 彼 伤 禄 轨 峪 灌 攒 剑 若 点 巡 海 渤 轮 便 鲍 句 村 浦 谐 瞒 竣 厚 缮 咏 瑰 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 1 . 7 静 电 现 象 的 应 用 38