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1、第七节静电现象的应用课标解读1.知道什么是静电平衡状态,理解处于静电平衡状态导体的特征2.知道处于静电平衡状态的导体上电荷的分布规律3.了解尖端放电现象4.理解静电屏蔽现象的形成原因,及其在技术上的应用课前自主学习一､静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象:把导体放入电场中,导体内部的自由电荷在电场力作用下发生定向移动,使导体两端出现等量异种电荷的现象2.静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态3.处于静电平衡的导体特点(1)导体内部场强处处为零(2)导体是个等势体,表面是个等势面(3)导体表面上任一点的电场
2、线跟该点的表面垂直(4)静电平衡时,导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面,在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷二､尖端放电1.导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动,把空气中的气体“撞”散,也就是使分子中的正负电荷分离,这个现象叫做空气的电离2.空气中所带的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,与尖端上的电荷中和,这就相当于异体从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电三､静电屏蔽1.静电屏蔽,当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金
3、属外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场的影响的现象.2.静电屏蔽的应用:电学仪器外面金属壳;野外高压线上方还有两条导线,它们与大地相通,形成一个稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来,免遭雷击.知识梳理图课堂互动探究一､静电感应现象､静电平衡状态1.静电感应现象(1)金属导体的微观结构金属导体内有自由电子和金属阳离子,电子和金属阳离子带电荷量相等,电性相反,所以呈中性.自由电子在整块金属中做无规则的热运动,金属阳离子只能在自身平衡位置附近做无规则振动,如图所示,表示金属阳离子,·表示电子.(2)静电感应现象将不带电的金属导体ABCD放
4、到场强为E0的电场中,导体中的自由电子在电场力作用下逆着电场线方向定向移动,使导体一侧聚集负电荷,而导体一端聚集等量的正电荷,这种现象叫做静电感应现象.如图2.静电平衡状态在电场中受静电感应的导体,电荷重新分布,出现感应电场.感应电场将阻碍电荷的重新分布,这样最终放入电场中的导体内部没有电荷定向移动时,则达到一种平衡状态,这种状态称为静电平衡状态.静电平衡状态的导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,内部场强为外界电场和感应电场的矢量和,当达到静电平衡时,外界电场和感应电场处处等大反向,叠加的结果是处处为零.(2)达到静电平
5、衡的导体是一个等势体,导体上各点电势相等､表面是等势面.(3)处于静电平衡的导体,感应电荷分布在导体的外表面,内部没有净电荷.(4)处于静电平衡的导体,电场线与表面垂直,即导体表面任何一点的场强方向跟该处表面垂直.二､尖端放电带电的导体净电荷分布在导体的外表面,导体带有某种电荷,由于同种电荷互相排斥,所以电荷在导体上尽量远离,即分布在导体的外表面,但由于导体表面曲率不同,电荷的密度不同,在导体的曲率半径越小的地方即越尖的地方电荷密度大,电荷在尖端十分拥挤,不断的有些电荷被排挤出去.这种现象称为尖端放电.避雷针就是尖端放电的应用.三､静电屏蔽
6、如图,将一个带正电的小球A用绝缘细线悬挂放入一个不带电的空心金属球壳内.现用一个带正电小球B靠近金属球壳发现球A并不发生偏移,为什么呢?因为B电荷形成电场,金属球壳处于B的电场中而达到静电平衡状态,即球壳内部场强处处为零,而A在球壳内,所处位置的合场强为零,故A不动,这种现象叫做静电屏蔽.静电屏蔽的两种情况(1)利用金属壳或金属网封闭一定区域,使该区域不受外界电场影响.如图甲,球壳内场强为零,E=0.(2)接地导体空腔外部不受内部电场影响,如图乙所示E=0.当空腔接地时,外表面的感应电荷将因接地传给地球,外部电场已消失,对外起到屏蔽作用.静
7、电屏蔽在实际生产和生活中经常利用,我们使用的一些电子设备都要用金属外壳就是要起到屏蔽作用.有些设备的外壳需要接地,除了安全因素外,有的要产生电场影响其他的元件,所以接地后,仪器本身产生的电场就被屏蔽了.典例分析一､静电感应､静电平衡状态例1:如下图所示,带正电小球A靠近不带电的金属导体B,由于静电感应导体B的左端出现负电荷,右端出现正电荷,下列说法,正确的是()A.用手摸一下B的左端,B将带正电B.用手摸一下B的右端,B将带正电C.用手摸一下B的中部,B将不带电D.用手摸一下B的任何部分,B都将带负电解析:达到静电平衡的导体在靠近源电荷的一
8、端出现异种电荷,远离源电荷的一端出现与源电荷同种性质的电荷,无论用手触摸B的哪一部分.B与人体及地球形成一个大的导体,B离源电荷近,将出现与源电荷电性相反的电荷,地球的另一面距源
