關(guān)于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象

1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象:導(dǎo)體中的自由電荷由于受到外電場的作用而重新分布的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象.____++++++++++++++第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日思考（1）將金屬導(dǎo)體放入電場中,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子怎樣移動？（4）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

E（3）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（2）自由電子會在什么地方積聚？第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日0E2.靜電平衡---------1、導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動.第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日--------E'E'E'2、導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場.感應(yīng)電荷.感應(yīng)電場第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日0E---E'----3、感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，導(dǎo)體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止.第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

靜電平衡

發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E`和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E`=E時，自由電子停止定向移動，這時導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E`E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日2、靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體表面和內(nèi)部電荷停止定向移動的狀態(tài)。3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日思考：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面場強能否如圖所示？++++++++--------E第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日++++++++--------E

結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其外部表面附近任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表

面是一個等勢面（3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日導(dǎo)體上電荷的分布法拉第圓筒實驗初態(tài)：B帶電，A不帶電第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表

面是一個等勢面（3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直（4）電荷只能分布在外表面上，在導(dǎo)體的外表面，越尖銳的位置電荷密度越大，凹陷處幾乎沒有電荷。第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日尖端放電尖端放電的原理是什么？導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，會把空氣分子“撞散”，使分子中的正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離。中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導(dǎo)體尖端的電荷異號粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫尖端放電。第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日尖端放電尖端放電的原理有何應(yīng)用？避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日避雷針第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（1）避雷針的原理：帶正（負(fù)）電的云層靠近避雷針時，因同種電荷相互排斥，異種電荷相吸引，電子由大地流向避雷針尖端（電子由避雷針尖端流向大地），避雷針上端留下異種電荷，當(dāng)電荷積累到一定程度時，通過尖端放電，逐漸中和云層中的電荷。（2）為了更好的應(yīng)用尖端放電原理中和云層中的電荷，避雷針的上端做成幾股針尖狀3.避雷針第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日尖端放電的應(yīng)用：避雷針第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日尖端放電導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場強空氣中殘留帶電粒子劇烈運動空氣電離正負(fù)電荷奔向異種電荷尖端失去電荷尖端放電應(yīng)用:避雷針第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日------+++++++

思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象.不會因為導(dǎo)體殼內(nèi)部合場強為零.靜電屏蔽第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日因場源電荷產(chǎn)生的電場與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，對內(nèi)實現(xiàn)了屏蔽，其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響對內(nèi)靜電屏蔽第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日靜電屏蔽的另一種形式金屬罩接地后，地上的自由電子，沿導(dǎo)線向上移動，把金屬罩外部的正電荷中和，結(jié)果，小球的電場被控制在金屬罩的內(nèi)部，外部不再受影響。第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日當(dāng)空腔接地時，外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球，外部電場消失，對外起到屏蔽作用，外部不再受腔內(nèi)電場的影響對外靜電屏蔽第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日例1.在圖所示的實驗中，驗電器的金屬箔會張開的是：（）QQQABC金屬網(wǎng)絕緣底座地面BA圖屬于內(nèi)屏蔽，C圖屬于外屏蔽。注意觀察：B圖和C圖不同。金屬網(wǎng)罩一個接地，一個不接地。第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3、三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個稀疏的金屬網(wǎng)，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。靜電屏蔽的應(yīng)用第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日1．關(guān)于靜電平衡，下列說法中正確的是A．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時，導(dǎo)體上任意兩點間的電勢一定相等B．當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導(dǎo)體的表面垂直C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)D．達(dá)到靜電平衡時，電荷分布在導(dǎo)體的外表面ABD課堂小練第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日2．具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正電荷，下面中的四個圖畫出了其空間電場的電場線情況，符合實際情況的是()Ｄ第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3．為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔中，當(dāng)靜電平衡時，圖中A、B、C三點的場強E和電勢φ的關(guān)系是：（)·QABcD第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日4：如圖所示接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點電荷的電場在球心的場強等于多少？感應(yīng)電荷在球心的場強多大？方向如何？QRrA注意：E、E`和E合的區(qū)別E由外電場決定，E`=E，E合=0oE是點電荷Q產(chǎn)生的電場（即外電場），E`是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場（附加場），E合是兩個電場疊加后的合電場第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日5：帶電量分別為+Q和-Q的兩個點電荷相距為r，在兩點電荷之間放入一個不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，感應(yīng)電荷在兩點電荷連線中點O處產(chǎn)生的場強大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日6.如圖所示，一個原來不帶電的中空金屬球殼，上開一個小孔，若將一個帶負(fù)電的小球放入且不與球殼接觸，則球殼外表面帶______電，內(nèi)表面帶______電；若用手接觸一下球殼后球殼內(nèi)表面帶______電，外表面______；正負(fù)正不帶電第32頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是A．云層中帶的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入