靜電感應現(xiàn)象的應用

關于靜電感應現(xiàn)象的應用第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、靜電感應現(xiàn)象

1、靜電感應現(xiàn)象:導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)象叫靜電感應現(xiàn)象.____++++++++++++++第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月思考（1）將金屬導體放入電場中,導體內(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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月0E2.靜電平衡---------1、導體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動.第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月--------E'E'E'2、導體兩端出現(xiàn)感應電荷,感應電荷在導體中中產(chǎn)生反方向的附加場.感應電荷.感應電場第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月0E---E'----3、感應電荷的電場增到與外電場相等時，導體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止.第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

靜電平衡

發(fā)生靜電感應的導體，當感應電荷產(chǎn)生的附加電場E`和原電場E在導體內(nèi)疊加為零，即E`=E時，自由電子停止定向移動，這時導體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E`E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2、靜電平衡狀態(tài):導體表面和內(nèi)部電荷停止定向移動的狀態(tài)。3、處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：（1）導體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導體是一個等勢體，表面是一個等勢面第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：導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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月++++++++--------E

結(jié)論：導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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：（1）導體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導體是一個等勢體，表

面是一個等勢面（3）導體外部電場線與導體表面垂直第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月導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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：（1）導體內(nèi)部的場強處處為零（2）整個導體是一個等勢體，表

面是一個等勢面（3）導體外部電場線與導體表面垂直（4）電荷只能分布在外表面上，在導體的外表面，越尖銳的位置電荷密度越大，凹陷處幾乎沒有電荷。第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月尖端放電尖端放電的原理是什么？導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”，使分子中的正負電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離。中性的分子電離后變成帶負電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導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，這相當于導體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫尖端放電。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月尖端放電尖端放電的原理有何應用？避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月避雷針第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）避雷針的原理：帶正（負）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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月尖端放電的應用：避雷針第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月尖端放電導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電荷奔向異種電荷尖端失去電荷尖端放電應用:避雷針第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月------+++++++

思考:空心導體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時,空心導體殼可保護其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象.不會因為導體殼內(nèi)部合場強為零.靜電屏蔽第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月因場源電荷產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達到靜電平衡狀態(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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月當空腔接地時，外表面的感應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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月靜電平衡的應用：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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3、三條輸電線的上方還有兩條導線，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。靜電屏蔽的應用第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1．關于靜電平衡，下列說法中正確的是A．當導體達到靜電平衡時，導體上任意兩點間的電勢一定相等B．當導體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)D．達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面ABD課堂小練第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3．為一空腔球形導體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔中，當靜電平衡時，圖中A、B、C三點的場強E和電勢φ的關系是：（)·QABcD第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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體棒，如圖所示，當導體達到靜電平衡后，感應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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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______；正負正不帶電第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月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線導