1.7静电现象的应用

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1、1.7静电现象的应用1、静电感应把一个不带电的金属导体放到场强为E0的电场中，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。静电平衡状态下导体的电场E0ABCD--------0E2.静电平衡---------1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.E'E'E'2、导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场.0E---E'----3、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止.0E-------E=04、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态.静电

2、平衡发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场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。E＋－－－－＋＋＋E`E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋3、处于静电平衡状态导体的特点：（1）导体内部的场强处处为零（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面思考：导体处于静电平衡状态时，其表面场强能否如图所示？++++++++--------E++++++++--------E结论：导体处于静电平衡状态时，其外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。3、处于静电平衡状态导体的特点：（1）导体

3、内部的场强处处为零（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面（3）导体外部电场线与导体表面垂直地球是个大等势体，常被选为零势面法拉第圆筒实验:12用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁.导体上电荷的分布法拉第圆筒实验:1和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布.1法拉第圆筒实验:2和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布.2静电平衡时导体上电荷的分布的特点（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，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电

4、荷思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？均匀球形导体尖端放电尖端放电的原理是什么？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。尖端放电的原理有何应用？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的电荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施应用：避雷针高压设备1、避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面

5、都是非常光滑。2、现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，是一种微弱的尖端放电。------+++++++思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其内部区域不受外电场影响的现象.不会因为导体壳内部合场强为零.静电屏蔽实验罩上金属网罩导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。②两种屏蔽屏蔽外部电场使其不影响内部屏蔽内部电场使其不影响外部（空腔导体接地）+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎

6、样呢?该现象表明金属网罩也能起到静电屏蔽作用.类似事例:通讯电缆外包金属层,电学仪器外套金属罩.四、静电屏蔽现象静电屏蔽的特技表演----触摸百万伏高压电网络新闻：两位英国科学家将在伦敦进行一次危险的电力学表演。根据表演计划，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。静电屏蔽的应用1、电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面所包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰；2、电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽

7、作业，使人安全作业。静电屏蔽的应用3、三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。静电屏蔽的应用科学漫步雷火炼殿静电屏蔽的另一种形式金属罩接地后，地上的自由电子，沿导线向上移动，把金属罩外部的正电荷中和，结果，小球的电场被控制在金属罩的内部，外部不再受影响。课堂练习拓变1、若此时断开C与地的连线，B、C端带什么电荷？整个导体净余什么电荷？整个导体带负电荷负电荷ABCB端带负电荷，C端无净电荷B端负电荷，C端无电荷1、如图所示，A带正电，若导体C端接地，问B、C端各带什么电荷？拓变2、若B端接地，整个导体净余什么

8、电荷？2、如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电(负电