2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用4静电的防止与利用课件新人教版必修320210323127.ppt

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1、4.静电的防止与利用自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？了解生产生活中关于静电的利用与防护。1.了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。（物理观念）2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特征。（科学探究）3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。（科学态度与责任）体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂金属导体的微观结构电子原子核金属导体内部的外层电子与带正电的原子核间的相互作用比较弱，故容易脱离且在金属内部

2、游离，称为自由电子，金属导体的整体就是由大量的在平衡位置附近做无规则热运动的正离子和无规则热运动的自由电子组成。那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，结果如何呢？E0【探究一：静电平衡状态下导体的电场】---------1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。E02.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中产生与原电场反向的感应电场。--------E'E'E'E0原电场和感应电场叠加，使导体内部的电场减弱。只要导体内部电场不为0，自由电子就会继续做定向移动。---E'----3.感应电荷的电场增加

3、到与外电场相等时，导体内合场强为零。导体内的自由电子不再发生定向移动E0【探究结论】静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态叫作静电平衡状态。条件：导体内部各点的合场强为零静电平衡的特点：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.导体外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。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。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。【例1】AB是长为L的金属杆，P1、P2是位于AB所在直线上的两点,位置如图所示,在P2点有一个带电量为＋Q的点

4、电荷，试求出金属杆上的感应电荷在P1点产生的场强大小和方向。【解题关键】把握静电平衡状态的特点：导体内部合场强处处为零解析：由于金属杆处于静电平衡状态，P1点的合场强为零，因此金属杆上的感应电荷在P1点产生的场强与点电荷＋Q在P1点产生的场强大小相等、方向相反，从而得：E＝，方向向右。静电平衡时导体上的电荷分布特点：1.导体内部没有净电荷，净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（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。【探究结论】尖端放电：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作空气的电离。2．尖端放电在强电场作用下，物

5、体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。避雷针2.接地导体空腔外部不受内部电荷影响：【规律总结】静电屏蔽的两种情况例如：例如：当金属壳接地时，外表面的感应电荷传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用。1.导体内空腔不受外界影响：电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。静电屏蔽的应用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。静电屏蔽的应用【例2】(多选)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳B内(与内壁不接触)。外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于最后的结果，下列判断正确的是()A.B的右端带正电，A向左偏B.B的

6、右端带正电，A不偏左也不偏右C.B的左端带正电，A向右偏D.B的左端带负电，A不偏左也不偏右BD【解析】选B、D。导体空腔处于外电场中时，由于静电感应的作用，导体球壳的左端将感应出负电荷，右端将感应出正电荷，而导体空腔内部由于静电屏蔽完全不受外加电场的影响，因此A不会偏转。故A、C错误，B、D正确。五.静电吸附静电除尘静电喷漆静电复印电荷只分布在导体表面导体内部场强为零静电的防治与利用应用静电平衡状态下的导体应用：电学仪器外面有金属壳。野外高压线上方还有两条导线与大地相连。静电屏蔽发生于物体曲率较大的地方尖端放电应用：避雷针1.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是()

7、A.外电场E0消失B.感应电荷产生的电场E′为零C.导体内部合场强E内=E0+E′=0D.导体表面和内部场强均为零C2.（多选）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外表面垂直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ABD3．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，E＝0B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零C．只有当＋Q在球心且