物理7 静电现象的应用课文内容课件ppt

这是一份物理7 静电现象的应用课文内容课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了定向移动，图1－7－1，自由电子，图1－7－2，等量异种，图1－7－3，图1－7－4，图1－7－6，没有张开，导体上电荷的分布等内容，欢迎下载使用。

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．
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
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．
4．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是
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
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
带负电的小球 B，如图 1－7－1 所示，于是有(A．A 往左偏离竖直方向，B 往右偏离竖直方向B．A 的位置不变，B 往右
偏离竖直方向C．A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D．A 和 B 的位置都不变
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 1－7－2，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
_______________．
(2)如图 1－7－3，在导体两端，积聚____________电荷，
(3)如图 1－7－4，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__________．
2．导体处于静电平衡状态(1)如图 1 －7－5，当内部合场强为______时，即 E′＝E
时，自由电子不再发生定向移动．图 1－7－5
(2)如图 1－7－6，处于静电平衡状态的导体，内部的电场处
处为________．
(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？
(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？
4．研究静电平衡时导体内表面的电荷图 1－7－7(1)现象：图 1－7－7 甲中，A 的箔片____________；图乙
中，A 的箔片____________.
(2)结论：静电平衡时，导体内表面________(填“有”或
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
(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
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．
(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．
【例 1】(双选)如图 1－7－8 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(
A．A 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C．A、B 两端电势相等
D．导体内的场强大小均为零
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 1－7－9 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．
【触类旁通】1．如图 1－7－10 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(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 点产生的场强恒大于在 N 点产生的场强
D．稳定时导体中 M、N 两点的电势相等
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．
(1)文中的“天电”就是我们日常所说的闪电，闪电是怎
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．
(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．
(3)避雷针：利用__________避免雷击的一种设施．
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．
【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．
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 6.0×105 V 时，空气将被电离而发生放电现象．已知某次闪电的长度为 500 m，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 6.0×105 V，所以
发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约为U＝Ed＝6.0×105 V/m×500 m＝3.0×108 V.
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”．
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 1 200 万英镑的保险．
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
(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．
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 1－7－13 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．
(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1－7－14 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．
(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．
【例 3】如图 1－7－15 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
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
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．
【触类旁通】3．下列图中，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，不能起到
屏蔽外电场或内电场作用的是(