《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》-課件

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1、第一章：靜電場(chǎng)第7節(jié)：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、靜電感應(yīng)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)--------0E二.靜電平衡---------1、導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng).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(chǎng).0E---E'----3、感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止.0E-------E=04、靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài).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(chǎng)E′和原電場(chǎng)E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E′=E時(shí)，自由

2、電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E′E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋三、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零（2）整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面（3）導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直++++++++--------E注意：地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個(gè)等勢(shì)體。這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。課堂小練1.長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電

3、荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)有多大？方向如何？RLO+q答：達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部處處場(chǎng)強(qiáng)為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點(diǎn)電荷+q.q2.帶電量分別為+Q和-Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為r，在兩點(diǎn)電荷之間放入一個(gè)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(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左導(dǎo)體上電荷的分布法拉第圓筒實(shí)驗(yàn):12和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗(yàn)電器箔片張開,表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布.12研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷結(jié)論:導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷

4、分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集,凹陷的位置幾乎沒有電荷——法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面（2）在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷思考：電荷在導(dǎo)體外表面的分布情況均勻球形導(dǎo)體導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端放電。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電勢(shì)面密，電場(chǎng)強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電．

5、而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象尖端放電什么是尖端放電？在導(dǎo)體尖端附近放一根點(diǎn)燃的蠟燭當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時(shí)候，火焰就好像被風(fēng)吹動(dòng)一樣朝背離尖端的方向偏移。導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)分子中正負(fù)電荷分開正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電尖端放電思考1：尖端放電在生活中有哪些應(yīng)用？避雷針燃?xì)庠詈腿細(xì)鉄崴鞯碾娮狱c(diǎn)火裝置針尖形狀思考2：驗(yàn)電器或靜電計(jì)金屬桿上端為什么固定一個(gè)金屬球而不做成針尖形狀？避雷針避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。它是一個(gè)或幾

6、個(gè)尖銳的金屬棒,安裝在建筑物的頂端,用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地的良好接觸.+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會(huì)怎樣呢?+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會(huì)怎樣呢?------+++++++思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗(yàn)電器箔片不會(huì)張開，為什么?靜電屏蔽:靜電平衡時(shí),空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場(chǎng)影響的現(xiàn)象.因?yàn)閷?dǎo)體殼內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零.靜電屏蔽由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零，相當(dāng)于遮擋了外界電場(chǎng)對(duì)它內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。什么是靜電屏蔽？1．靜電屏蔽（1）空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)空腔導(dǎo)體能把外電場(chǎng)擋住，空腔

7、內(nèi)沒有電場(chǎng)，空腔內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響。（2）靜電屏蔽導(dǎo)體殼（金屬網(wǎng)罩）能保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。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。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽兩位英國(guó)科學(xué)家08年在倫敦進(jìn)行一次危險(xiǎn)的電力學(xué)表演。其中一名科學(xué)家將把另一位科學(xué)家關(guān)進(jìn)一個(gè)鐵籠子里，然后用數(shù)百萬伏特的電流對(duì)其進(jìn)行電擊。鑒于表演的危險(xiǎn)性，兩名科學(xué)家事先都買好了價(jià)值1200萬

8、英鎊的保險(xiǎn)。本節(jié)主要學(xué)了以下幾個(gè)問題：1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)學(xué)習(xí)了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。學(xué)習(xí)了靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)2．導(dǎo)體上電荷的分布（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。（2）在導(dǎo)體表面，越尖