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《2020_2021学年高中物理第一章静电场7静电现象的应用课件新人教版选修3_1202102232187.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、7静电现象的应用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_______作用下定向移动,而使导体两端出现__________电荷的现象。电场力等量异种2.静电平衡:(1)定义:导体中(包括表面上)没有电荷_________的状态。(2)特点。①导体内部场强处处为___。②导体是个_______,表面是个_______。定向移动零等势体等势面③导体表面上任一点的电场线方向跟该点的表面______。④导体内部_____电荷,电荷分布在导体的_______。且在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度_____,凹陷的位置几乎_________。垂直没有外表面越
2、大没有电荷3.尖端放电:(1)尖端放电:空气被电离后,那些所带电荷与导体尖端的电荷电性相反的粒子,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_________的现象。中和失去电荷(2)应用和防止。①应用:避雷针是利用_________避免雷击的一种设施。②防止:高压设备中导体的表面_________会减少电能的损失。尖端放电尽量光滑4.静电屏蔽:(1)定义:当金属外壳达到静电平衡时,内部_____电场,因而金属的外壳会对其_____起保护作用,使其_____不受外部电场影响的现象。没有内部内部(2)应用:电学仪器外面有_______,野外高压
3、线上方还有_________与大地相连,都是利用静电屏蔽消除外电场的影响。金属壳两条导线主题一 静电平衡下的导体【问题探究】如图所示,将一不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的匀强电场中。(1)导体ABCD内部自由电子怎样移动?电子的移动最终会出现怎样的结果?提示:①将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中,导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用,如图甲所示。②自由电子要向电场E0的反方向做定向移动,并在导体的一个侧面聚集,使该侧面出现负电荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷,导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷,如图乙所示。③等
4、量异种电荷在导体内部形成与场强E0反向的场强E′,在导体内任一点的场强可表示为E内=E0+E′,因附加电场E′总与外电场E0方向相反,叠加的结果削弱了导体内部的电场,随着导体两侧感应电荷的继续增加,附加电场E′增强,合场强E内将逐渐减小,当E内=0时,自由电子的定向移动也就停止了,这时就达到了静电平衡状态,如图丙所示。(2)在问题(1)中导体上感应电荷在导体内某点产生的场强多大?提示:由于导体内场强为零,即感应电荷产生的电场与原电场的合场强为零,E=E0。(3)处于静电平衡状态的导体,其外部表面附近任何一点的场强方向与这点的表面有什么关系?提示:垂直。假如导体表面
5、的电场强度方向与该点的表面不垂直,则沿表面有电场强度的切向分量,在导体表面的自由电荷将受到库仑力的作用而发生定向移动,这与静电平衡相矛盾,故外部表面附近任何一点的场强方向与这点的表面相垂直。(4)处于静电平衡状态的导体,其电势情况是怎样的?提示:处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,表面电场强度垂直于导体表面。因此,当在导体内部移动电荷时,就不受库仑力作用,没有库仑力做功,根据W=qU得U=0,即导体内任意两点间的电势差为零,即等电势。所以电场中的导体是一等势体,导体的表面是一等势面。【探究总结】静电平衡在静电感应现象中,电荷停止移动时,称为静电平衡。分为以下
6、两种情况:(1)处于电场中的导体:①在导体内部任意一点处,原电场与导体上感应电荷建立的电场等大、共线、反向。②一个处于外电场中的不带电导体,导体的自由电子分布如图所示在导体表面,导体内部场强为零,表面处的电场与表面垂直。(2)孤立的带电导体:①净电荷分布在导体表面,导体内部(含空腔)没有净电荷。导体内部场强为零。②导体表面处电场和表面垂直,整个导体是一个等势体。导体尖端处电荷密度最大,场强最大,易出现尖端放电现象。【典例示范】长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示。当棒达到静电平衡后,下列关于棒上的感应电荷在棒内中点处产生
7、的场强大小和方向判断正确的是()A.,向左B.,向右C.,向左D.,向右【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)本题中感应电荷是面分布,不是点电荷,且电荷量未知,不能直接用E=求解。(2)静电平衡状态下导体内部场强处处为零,即感应电荷产生的场强与外电场的场强等大反向。【解析】选C。导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应,左端表面出现负电荷,右端表面出现正电荷。棒内任何一点都有两个电场,即外电场:+q在该点形成的电场E0;附加电场:棒上感应电荷在该点形成的电场E′。达到静电平衡时棒内场强为零,即E′=E0。题中所求的即为E′,于是我们通过上述等式转化为求E0。棒中
8、点距离+q
