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1、1-7 静电现象的应用,思考 （1）金属导体的微观结构如何？,将金属导体放入电场中 （2）自由电子怎样移动？,（5）最终会出现怎样的现象？,E,（4）电子的积聚会出现怎样的结果？,（3）自由电子会在什么地方积聚？,-,-,-,-,-,-,E,置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。,一、静电平衡状态下导体的电场,-,-,-,-,-,E,在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。,-,-,-,-,-,E,感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场叠加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。,E,-,-,-,-,-,E,当内部合场强为零时，即E=E时，电荷不再发生定向移
2、动。,处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。,E=E,E,E内=0,静电平衡状态下导体的电场,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,若不为零会出现何现象?,若不垂直会出现何现象?,静电平衡状态,为什么会如此?,1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。,2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。,3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。,对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本质是：导体表面所带全部电荷在内部任一处产生的电场强度的矢量和为零。,静电平衡的特点（小结）,地球是一个极大的导体，可以认为处于静电
3、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。,如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（ ） A、B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点产生的场强大于在N点产生的的场强 D、导体的感应电荷在M、N两点产生的的场强相等,AC,长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？,二、导体上电荷的分布,研究静电平衡时导体内部的电荷,现象:,甲:A的箔片张角逐渐增大 乙:A的箔片始终没有张开
4、,结论:,导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面 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,为什么?,为什么?,法拉第圆筒 实验,1、导体内没有电荷,电荷只分布在导体的表面。,2、在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。,导体上电荷的分布小结,1空气的电离,强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。,2尖端放电,在强电场作用下，物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。,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，等电位面密，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
5、离而产生气体放电的现象,三、尖端放电,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,空气电离,正负电荷奔向异种电荷,尖端失去电荷,尖端放电,应用: 避雷针,闪电防护,雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害,第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可
6、手持金属体高举头顶 第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会,闪电防护,四、静电屏蔽,1静电屏蔽,（1）空腔导体的特点 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。,（2）静电屏蔽 导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。,电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。,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。,两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电
7、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。,本节主要学了以下几个问题： 1静电平衡状态下导体的电场 学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点 2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）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 3尖端放电 了解了尖端放电现象及其应用。 4静电屏蔽 了解了静电屏蔽现象及其应用。,1关于静电平衡，下列说法中正确的是 ( ) A当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等 B当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的
8、表面垂直 C绝缘体也有静电平衡状态 D达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面,ABD,2在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，下列实验方法中能使验电器箔片张开的是 ( ) A用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触 D使验电器A靠近B,BCD,3一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 ( ),B,4在一个导体球壳内放一个电量为Q的点电荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( ) A当Q在球壳中央时，E0 B不论Q在球壳内何处，E一定为零 C只有当Q在球心且球壳接地时，E0 D只要球壳接地，不论Q在球壳内何处，E一定为零,D,5有一绝缘空心金属球A，带有4106C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2106C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示，则B球上电量为C，A球上电荷量为C，分布在。,0,2X10-6,外表面,5如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和2Q，它们相距L。如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2rL)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小 方向,12KQ/L2,A,B,