人教高中物理選修31課件第一章靜電場7

1、第一章,靜電場,7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,在帶電的鳥籠里，鳥兒為什么仍能安全無恙？(哦！原來是靜電屏蔽) 運輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖在地面，這又是為什么呢？(哦！原來是導(dǎo)走靜電),知識自主梳理,1靜電感應(yīng)現(xiàn)象 處于電場中的導(dǎo)體，由于_的作用，電荷出現(xiàn)_的現(xiàn)象。 2靜電平衡狀態(tài) 導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷_的狀態(tài)。,靜電平衡狀態(tài),知 識 點 1,電場力,重新分布,定向移動,3靜電平衡狀態(tài)的特征 (1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強_。 (2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，外部表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面_。 (3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個_，導(dǎo)體的表面為_。,處處為零,

2、垂直,等勢體,等勢面,1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的_。 2在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量) _，凹陷的位置_電荷。,知 識 點 2,導(dǎo)體上電荷的分布,外表面上,越大,幾乎沒有,1電離 在導(dǎo)體尖端強電場的作用下，使空氣分子中的_分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的電離。 2尖端放電 由于導(dǎo)體尖端的_很大，其附近電場_，使周圍中性空氣分子電離，變成帶電離子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產(chǎn)生大量的_，與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子被_到尖端，跟尖端上的電荷_，這相當于尖端_電荷，這個現(xiàn)象叫尖端放電。,知 識 點 3,尖端放電,正負電荷,

3、電荷密度,很強,帶電粒子,吸引,中和,失去,3應(yīng)用和防止 (1)應(yīng)用：_是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。 (2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的_會減少電能的損失。,避雷針,表面盡量光滑,1定義 當金屬外殼達到靜電平衡時，內(nèi)部_沒有電場，因而金屬的外殼會對其_內(nèi)部起保護作用，使它_內(nèi)部不受_外部電場影響的現(xiàn)象。 2應(yīng)用 電學儀器外面有_金屬殼，野外高壓線上方還有_兩條導(dǎo)線與大地相連，都是利用靜電屏蔽現(xiàn)象消除外電場的影響。,知 識 點 4,靜電屏蔽,重點難點突破,1.靜電平衡實質(zhì) (1)在達到靜電平衡的過程中，外電場引起導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的定向移動使導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷的電場和外電場方向相反，使合

4、場強減小，隨著感應(yīng)電荷的繼續(xù)增加，合場強逐漸減小，直至合場強為零，自由電荷的定向移動停止。 (2)靜電平衡的條件：導(dǎo)體內(nèi)部的合場強為零，即E合0。,一、對靜電平衡及其特點的理解,3靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布特點 內(nèi)外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷。 感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，遠同近異，如圖甲所示： 凈電荷在導(dǎo)體表面分布不均勻，導(dǎo)體表面尖銳處電荷分布密集，平滑處電荷分布稀疏，凹陷處幾乎沒有電荷，如圖乙所示：,特別提醒(1)一個孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點。 (2)人與大地都是導(dǎo)體，在人摸(觸)導(dǎo)體的過程中，帶電

5、體、人、大地組成一個新導(dǎo)體，達到靜電平衡狀態(tài)。,1實質(zhì) 靜電屏蔽實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零而已。,二、靜電屏蔽,2靜電屏蔽的兩種情況 (1)金屬殼內(nèi)部不受外部影響 如圖：把驗電器靠近帶電體，箔片會張開，但如果把驗電器置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)，再靠近帶電體，箔片不再張開，說明網(wǎng)罩內(nèi)不受外電場的影響。,(2)接地的封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場對外部沒有影響 如一封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部空間某點有一點電荷q。由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷。其電場線如圖(甲)所示，當把導(dǎo)體殼接

6、地后，q在殼內(nèi)的電場對殼外空間就沒有影響了，如圖(乙)所示。,特別提醒(1)接地的空腔導(dǎo)體，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間也不產(chǎn)生影響，即內(nèi)外互不影響。 (2)空腔導(dǎo)體不接地，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間產(chǎn)生影響。,解析：飛機外殼是金屬材料的，它會在雷擊時形成靜電屏蔽，保護飛機內(nèi)的乘客。,考點題型設(shè)計,題型1對靜電平衡的理解及應(yīng)用,BCD,解析：金屬板左側(cè)接地，金屬板與地球形成了一個導(dǎo)體，金屬板相當于近端，而地球相當于遠端，根據(jù)感應(yīng)電荷“近異遠同”的分布特點，A錯，B對；由處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點可知，a、b兩點電勢相等，接地后電勢等于零，C對；金屬板是

7、一個等勢體，電場線垂直于金屬板表面向左，所以a、b兩點的場強方向相同，D對。 點評：正確理解處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點是處理此類問題的關(guān)鍵。,BC,解析：金屬板在Q的電場中達到靜電平衡時，金屬板是一個等勢體，表面是一個等勢面，表面的電場線與表面垂直，小球所受電場力與金屬板表面垂直，在金屬板上向右運動的過程中，電場力方向與位移方向垂直，對小球不做功，根據(jù)動能定理得知，小球的動能不變，速度不變，所以小球做勻速直線運動，故選BC。,題型2靜電屏蔽現(xiàn)象的分析與應(yīng)用,AD,解析：小紙屑是絕緣體，當處于電場中時，雖不會像導(dǎo)體一樣出現(xiàn)電荷的定向移動，但內(nèi)部的極性分子也會在電場力的作用下移動，使異種電荷一端

8、更靠近施感電荷，因而也會受到施感電荷的吸引力。A中由于靜電屏蔽，P的電場影響不到導(dǎo)體N的內(nèi)部，即N內(nèi)部無電場，所以S不會被吸引，A正確。B中N沒有接地，P的電場會影響到N的外部，即S處有電場，S會被吸引。C中P和S都處于導(dǎo)體N的外部，S處有電場，會被吸引。D中N被接地，內(nèi)部電場不影響導(dǎo)體外部，即S處無電場，不會被吸引，D正確。 點評：不接地的空腔物體可以屏蔽外界電場，接地的空腔物體可以屏蔽內(nèi)部的電場，其本質(zhì)都是由于外界電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清原電荷產(chǎn)生的電場、感應(yīng)電場以及疊加后的合電場。,BC,解析：屏蔽服的作用是在穿用后，使處于高壓電場中的人體外表面各部位形成一個等勢屏

9、蔽面，從而防護人體免受高壓電場及電磁波的危害；等勢面說明電勢相等而不是等于0，而電場中的導(dǎo)體內(nèi)的電場強度為0，所以BC正確，AD錯誤。,題型3靜電現(xiàn)象的應(yīng)用與防止,B,解析：根據(jù)電荷間的相互作用特點結(jié)合題目中現(xiàn)象圖分析。 靜電噴涂的原理就是讓帶電的涂料微粒在強電場的作用下被吸附到工件上，而達到噴涂的目的，噴嘴與工件之間的電場是非勻強電場，選項D錯誤；由題圖知，待噴涂工件帶負電，所以涂料微料應(yīng)帶正電，選項A正確，B、C錯誤。 點評：靜電可以被人們利用，目前，靜電的應(yīng)用已有多種，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等方面，但依據(jù)的物理原理幾乎都是讓帶電的物質(zhì)微粒在靜電力作用下奔向并吸附到電極上。,解析：汽車行駛時，油罐中的汽油隨車的振動摩擦起電，如果不及時的將這些靜電倒走，一旦出現(xiàn)放電現(xiàn)象，就會發(fā)生爆炸事故，拖地鐵鏈使油罐表面與大地相連，使油罐罐體中的電荷不斷地中和，不致造成放電產(chǎn)生火花引起油罐爆炸，故選C。,C,易錯案例剖析,AB,易錯分析：本題易錯選項及錯誤原因分析如下：,正確解答：假設(shè)B帶正電，則正電荷應(yīng)分布在B的外表