靜電現(xiàn)象的應(yīng)用新課標(biāo)新人教高中物理選修PPT課件

1、 理解靜電平衡狀態(tài)及特點(diǎn)理解靜電平衡狀態(tài)及特點(diǎn) 掌握靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)掌握靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn) 了解生活中的靜電現(xiàn)象及應(yīng)用了解生活中的靜電現(xiàn)象及應(yīng)用第1頁(yè)/共35頁(yè) 在帶電的鳥(niǎo)籠里，鳥(niǎo)兒為什么仍能安全無(wú)恙？ 運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車(chē)輛總有一條鐵鏈拖在地面，這又是為什么呢？第2頁(yè)/共35頁(yè) 1導(dǎo)體放進(jìn)電場(chǎng)中，近端出現(xiàn)與施感電荷 的感應(yīng)電荷，遠(yuǎn)端出現(xiàn)與施感電荷 的感應(yīng)電荷，這種現(xiàn)象叫 2當(dāng)放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷的定向移動(dòng)時(shí)，則導(dǎo)體達(dá)到 狀態(tài) 3金屬網(wǎng)罩(或金屬包皮)能把外電場(chǎng)遮住，使內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響，它們的這種作用叫 4導(dǎo)體尖端的電荷密度 ，附近電場(chǎng) ，

2、使得空氣 ，導(dǎo)致導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象，叫 異種靜電感應(yīng)靜電平衡靜電屏蔽很大很強(qiáng)電離尖端放電同種第3頁(yè)/共35頁(yè) 靜電感應(yīng)：處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體，由于電場(chǎng)力的作用，電荷出現(xiàn)重新分布的現(xiàn)象.第4頁(yè)/共35頁(yè) (1)靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài) (2)特點(diǎn)： 第5頁(yè)/共35頁(yè) (3)靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn) 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(méi)有凈電荷 受導(dǎo)體的形狀影響，不光滑處電荷密度大 “遠(yuǎn)近端”電荷的電性相反，電量相等 (a)如左圖所示，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，離場(chǎng)源電荷較近和較遠(yuǎn)的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷，即“遠(yuǎn)同近異”第6頁(yè)/共35頁(yè) (b)如右圖

3、所示，當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來(lái)彼此絕緣的導(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)，就可把它們看做是一個(gè)大導(dǎo)體，有些問(wèn)題中所提到的“用手觸摸某導(dǎo)體”其實(shí)就是導(dǎo)體通過(guò)人體與大地構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體 特別提醒： 一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場(chǎng)中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點(diǎn)人與大地都是導(dǎo)體，在人摸(觸)導(dǎo)體的過(guò)程中，帶電體、人、大地組成一個(gè)新導(dǎo)體，地球往往是新導(dǎo)體的遠(yuǎn)端.第7頁(yè)/共35頁(yè) (1)導(dǎo)體球殼(或金屬網(wǎng)罩)內(nèi)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽 (2)靜電屏蔽實(shí)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(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零，好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽

4、作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零而已第8頁(yè)/共35頁(yè) 特別提醒： 將金屬殼的外表面接地時(shí)，金屬殼與大地構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)導(dǎo)體，當(dāng)殼內(nèi)存在電場(chǎng)時(shí)，殼內(nèi)表面為近端，而地球的另一端為遠(yuǎn)端，這樣可以使殼內(nèi)的電場(chǎng)不影響殼外，對(duì)外起屏蔽作用第9頁(yè)/共35頁(yè) 舉例說(shuō)明靜電屏蔽在日常生活中的應(yīng)用 答案：一些精密的電表或電子設(shè)備外面所套的金屬罩、通訊電纜外面包的一層鋁皮，都是用來(lái)防止外界電磁場(chǎng)的干擾.第10頁(yè)/共35頁(yè) 由于導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，其附近電場(chǎng)很強(qiáng)，使得空氣電離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(gè)現(xiàn)象叫尖端放電第11頁(yè)/共35頁(yè) 2008年6月24日強(qiáng)雷電襲擊杭州，威力之猛近期少有

5、雷暴天氣和雷擊事件，引起了杭州市委、市政府的高度重視，要求有關(guān)部門(mén)加大防雷避雷知識(shí)的宣傳，提高廣大人民群眾的防范意識(shí)，做好防雷工作，保障人民群眾安全假如在戶(hù)外我們?cè)庥隼纂姡铝蟹览状胧┛尚械氖?)第12頁(yè)/共35頁(yè) 在大樹(shù)下避雷雨 停留在山頂、山脊的涼亭等地方避雷雨 不要快速開(kāi)摩托、快騎自行車(chē)和在雨中狂奔 在空曠地帶，最好關(guān)掉手機(jī)電源 A B C D第13頁(yè)/共35頁(yè) 解析：表面具有突出尖端的導(dǎo)體，在尖端的電荷分布密度很大，使得其周?chē)妶?chǎng)很強(qiáng)，就可能使其周?chē)目諝獍l(fā)生電離而引發(fā)尖端放電因此不要在大樹(shù)下避雨；別停留在山頂、山脊的涼亭等地方；快速開(kāi)摩托、快騎自行車(chē)和在雨中狂奔，身體的跨步越大，電壓

6、就越大，雷電也越容易傷人；在空曠地帶使用手機(jī)通話(huà)，手機(jī)很有可能成為閃電的放電對(duì)象 答案：D第14頁(yè)/共35頁(yè) 誤區(qū)1：靜電屏蔽中導(dǎo)體殼必須接地 點(diǎn)撥：封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場(chǎng)不受殼外電荷或電場(chǎng)影響封閉導(dǎo)體殼不論接地與否，內(nèi)部電場(chǎng)都不受殼外電荷影響 接地封閉導(dǎo)體殼外部電場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響第15頁(yè)/共35頁(yè) 在天氣干燥時(shí)用塑料梳子梳頭發(fā)，梳子會(huì)吸引頭發(fā)，有時(shí)還會(huì)聽(tīng)到響聲脫下尼龍衣服時(shí)，有時(shí)會(huì)聽(tīng)到響聲，在黑暗中還能看到火花這是什么現(xiàn)象，是怎樣產(chǎn)生的？ 解析：這是一種常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象，是由于摩擦產(chǎn)生的，當(dāng)電荷積累相當(dāng)多時(shí)，帶電物體之間會(huì)產(chǎn)生火花放電，我們就會(huì)看到火花，聽(tīng)到響聲第16頁(yè)/共35頁(yè) 點(diǎn)評(píng)：靜電現(xiàn)

7、象在生產(chǎn)、生活中經(jīng)常發(fā)生，有些是利用靜電現(xiàn)象工作的，如靜電復(fù)印、靜電除塵等，有些則會(huì)造成危害需要消除第17頁(yè)/共35頁(yè) (2009福建仙游現(xiàn)代中學(xué)高二檢測(cè))在醫(yī)療手術(shù)中，為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導(dǎo)電材料制成，醫(yī)生護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套，一切設(shè)備要良好接地，甚至病人身體也要良好接地，這樣做是為了() A消除靜電 B除菌消毒 C應(yīng)用靜電 D防止靜電 答案：A第18頁(yè)/共35頁(yè) 如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，則下列敘述正確的是()第19頁(yè)/共35頁(yè) AC棒的電勢(shì)一定高于D棒的電勢(shì) B若用導(dǎo)線(xiàn)將C棒的x端與D棒的y端連接起來(lái)

8、的瞬間，將有從y流向x的電子流 C若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷全部流入大地 D若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷還將保留一部分第20頁(yè)/共35頁(yè) 解析：由下圖所示的電場(chǎng)線(xiàn)方向可知A、B、C、D的電勢(shì)高低為UAUCUDUB.當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢(shì)低的D棒流向電勢(shì)高的C棒，這時(shí)C與D已通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接為一個(gè)導(dǎo)體了，靜電平衡后，它們的電勢(shì)相等，C的x端仍帶負(fù)電，D的y端仍帶正電，而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與D左端的負(fù)電荷中和掉了第21頁(yè)/共35頁(yè) 當(dāng)將B球接地時(shí)，一部分自由電子從低于大地電勢(shì)的B球上流向大地，而一部分電子受到D棒y端正電荷的吸引而保留

9、在靠近y的近端處，如果把帶正電的A球移走，接地的B球上的負(fù)電荷才全部流入大地故選項(xiàng)A、B、D正確 答案：ABD第22頁(yè)/共35頁(yè) 如圖所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷Q，a、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面的兩點(diǎn)，其中a到Q的距離較小下列說(shuō)法正確的是(取大地電勢(shì)為零)()第23頁(yè)/共35頁(yè) A由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面帶正電 B由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面不帶電 C整個(gè)導(dǎo)體，包括表面上的a、b點(diǎn)，是一個(gè)等勢(shì)體，且電勢(shì)等于零 Da、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，且a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)要強(qiáng)(大)一些第24頁(yè)/共35頁(yè) 答案：BCD 解析：金屬板接地時(shí)

10、，右側(cè)表面仍有感應(yīng)負(fù)電荷，而且a點(diǎn)附近的電荷面密度(單位表面積的電荷量)比b點(diǎn)附近的電荷面密度要大些，場(chǎng)強(qiáng)要強(qiáng)(大)些，電場(chǎng)線(xiàn)也密一些；整個(gè)金屬板是等勢(shì)體，右側(cè)表面是等勢(shì)面，電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面垂直，可見(jiàn)a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都垂直指向右側(cè)面，方向相同，選項(xiàng)D也正確.第25頁(yè)/共35頁(yè) 將懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖所示，于是有()第26頁(yè)/共35頁(yè) AA向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向 BA的位置不變，B向右偏離豎直方向 CA向左偏離豎直方向，B的位置不變 DA和B的位置都不變第27頁(yè)/共35頁(yè) 解析：帶

11、正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi)，由于靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電，因此B所在處有電場(chǎng)，所以B在電場(chǎng)力作用下向右偏靠近C；由于空心球能屏蔽B球的電場(chǎng)，所以，A所在處場(chǎng)強(qiáng)為零，故A球不受電場(chǎng)力，位置不變 答案：B第28頁(yè)/共35頁(yè) 點(diǎn)評(píng)：注意電場(chǎng)的分布特點(diǎn)非常重要，C球金屬殼內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，所以其內(nèi)外沒(méi)有力的直接聯(lián)系，當(dāng)B球靠近時(shí)，引起C球外殼的電荷分布的變化，但內(nèi)表面負(fù)電荷分布仍然均勻第29頁(yè)/共35頁(yè) 下圖中P是一個(gè)帶電體，N是一個(gè)不帶電的金屬空腔，在哪些情況下，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會(huì)被吸引() 答案：AD第30頁(yè)/共35頁(yè) 如圖所示，一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q旁放一大金屬板試定性畫(huà)出金屬板的感應(yīng)電荷在距板很近的一點(diǎn)P處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的方向(P點(diǎn)與金屬板之間的距離不可忽略不計(jì))，并簡(jiǎn)要敘述作圖的步驟和理由 第31頁(yè)/共35頁(yè) 解析：先畫(huà)出P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為垂直于板面向右；再畫(huà)出點(diǎn)電荷Q在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，沿PQ連線(xiàn)指向Q；最后由平行四邊形定則確定金屬板上的感應(yīng)電荷在