靜電現(xiàn)象的應(yīng)用演示文稿

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用演示文稿當(dāng)前第1頁\共有46頁\編于星期一\16點優(yōu)選靜電現(xiàn)象的應(yīng)用當(dāng)前第2頁\共有46頁\編于星期一\16點學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過對靜電場中導(dǎo)體的自由電荷運動情況的討論，了解靜電平衡的概念。2.知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征3.知道處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律當(dāng)前第3頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電感應(yīng)

------E置于電場中的導(dǎo)體，自由電荷受電場力作用，將發(fā)生定向移動。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場當(dāng)前第4頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電感應(yīng)

-----E在導(dǎo)體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)前第5頁\共有46頁\編于星期一\16點

-----E靜電感應(yīng)感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生反方向的電場E’，與原電場疊加。只要內(nèi)部合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。E’當(dāng)前第6頁\共有46頁\編于星期一\16點

-----E感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，即E’=E時，內(nèi)部合場強為零時，電荷不再發(fā)生定向移動。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強處處為零。E’=E當(dāng)前第7頁\共有46頁\編于星期一\16點導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)

EE內(nèi)=01.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)。當(dāng)前第8頁\共有46頁\編于星期一\16點導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零導(dǎo)體是等勢體,表面為等勢面導(dǎo)體外部表面附近場強方向與該點的表面垂直若不為零會出現(xiàn)何現(xiàn)象?若不垂直會出現(xiàn)何現(xiàn)象?為什么會如此?2.處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：++++++++--------E++++++++--------E當(dāng)前第9頁\共有46頁\編于星期一\16點地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。

對于一孤立的帶電導(dǎo)體，內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是：導(dǎo)體表面所帶全部電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的電場強度的矢量和為零。當(dāng)前第10頁\共有46頁\編于星期一\16點二、導(dǎo)體上電荷的分布研究靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的電荷現(xiàn)象:甲:A的箔片張角逐漸增大乙:A的箔片始終沒有張開結(jié)論:導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷分布在導(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為什么?--法拉第圓筒實驗初態(tài)：B帶電，A不帶電甲乙當(dāng)前第11頁\共有46頁\編于星期一\16點1、導(dǎo)體內(nèi)沒有電荷,凈電荷電荷只分布在導(dǎo)體的表面。2、在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大,凹陷處幾乎沒有電荷。導(dǎo)體上電荷的分布小結(jié)凈電荷是指導(dǎo)體內(nèi)正、負(fù)電荷中和后所剩下的多余電荷.這里說的凈電荷可以是靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷,也可以是一個孤立的帶電體所帶的電荷。當(dāng)前第12頁\共有46頁\編于星期一\16點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課堂小練當(dāng)前第13頁\共有46頁\編于星期一\16點2.如圖所示在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢的靠近時，下列說法正確的是（）A、B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大C、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的的場強D、導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的的場強相等MBANPAC當(dāng)前第14頁\共有46頁\編于星期一\16點3．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當(dāng)前第15頁\共有46頁\編于星期一\16點4．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靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零，導(dǎo)體的電勢也為零，這種說法對嗎？這種說法是錯誤的．當(dāng)前第16頁\共有46頁\編于星期一\16點5.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，則球殼內(nèi)表面帶______電，外表面帶______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)正不帶電當(dāng)前第17頁\共有46頁\編于星期一\16點注意：（1）用導(dǎo)線把導(dǎo)體接地或用手觸摸導(dǎo)體時，可把導(dǎo)體和地球看成一個大導(dǎo)體（2）一般取無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零。當(dāng)前第18頁\共有46頁\編于星期一\16點6.長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點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)電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？RLO+q答：達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部處處場強為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q當(dāng)前第19頁\共有46頁\編于星期一\16點7.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·方向水平向左當(dāng)前第20頁\共有46頁\編于星期一\16點8.在孤立點電荷＋Q的電場中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)。若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內(nèi)，在圓盤A內(nèi)a、b、c三點標(biāo)出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場的三條電場線(用實線表示，要求嚴(yán)格作圖)。A＋Q··abc···當(dāng)前第21頁\共有46頁\編于星期一\16點9.一個帶絕緣座的空心金屬球A帶有4×10-8C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10-8C的負(fù)電荷,使B球和A球的內(nèi)壁接觸,如圖所示,則A、B各帶電荷量為（

）A.QA=10-8C,QB=10-8CB.QA=2×10-8C,QB=0C.QA=0,QB=2×10-8CD.QA=4×10-8C,QB=-2×10-8CBAB當(dāng)前第22頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電現(xiàn)象的應(yīng)用第二課時當(dāng)前第23頁\共有46頁\編于星期一\16點學(xué)習(xí)目標(biāo)：1：了解尖端放電現(xiàn)象。2：了解靜電屏蔽現(xiàn)象及其技術(shù)上的應(yīng)用當(dāng)前第24頁\共有46頁\編于星期一\16點尖端放電正負(fù)電荷奔向異種電荷導(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尖端失去電荷尖端放電導(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。尖端放電的原理是什么？當(dāng)前第25頁\共有46頁\編于星期一\16點避雷針當(dāng)前第26頁\共有46頁\編于星期一\16點（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,達(dá)到避免雷擊的目的。（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三.避雷針當(dāng)前第27頁\共有46頁\編于星期一\16點尖端放電的應(yīng)用：避雷針當(dāng)前第28頁\共有46頁\編于星期一\16點------+++++++

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)部合場強為零.四.靜電屏蔽當(dāng)前第29頁\共有46頁\編于星期一\16點

導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗電器箔片張開．如圖甲，將驗電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗電器箔片不張開，如圖乙，即外部電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部．當(dāng)前第30頁\共有46頁\編于星期一\16點因場源電荷產(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)靜電屏蔽本質(zhì)：是靜電感應(yīng)當(dāng)前第31頁\共有46頁\編于星期一\16點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。當(dāng)前第32頁\共有46頁\編于星期一\16點

接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響①現(xiàn)象：a．如右圖甲導(dǎo)體殼沒有接地時，處于內(nèi)部電場中，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面出現(xiàn)等量異種電荷，空間電場的電場線起于場源正電荷，終于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負(fù)電荷，再起于導(dǎo)體殼外表面正電荷，終于無窮遠(yuǎn)，殼內(nèi)外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零．當(dāng)前第33頁\共有46頁\編于星期一\16點b.導(dǎo)體殼接地后，如圖乙所示，導(dǎo)體殼外的正電荷被大地負(fù)電荷中和，正電荷出現(xiàn)在地球的另一端無窮遠(yuǎn)處，空間電場起于場源正電荷終于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負(fù)電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面之間及導(dǎo)體外部場強處處為零，導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場影響．②本質(zhì)：仍然是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)電荷與殼內(nèi)電場在導(dǎo)體殼表面以外空間疊加結(jié)果為零．當(dāng)前第34頁\共有46頁\編于星期一\16點當(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當(dāng)前第35頁\共有46頁\編于星期一\16點例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。當(dāng)前第36頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽當(dāng)前第37頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電平衡的應(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。當(dāng)前第38頁\共有46頁\編于星期一\16點靜電平衡的應(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。當(dāng)前第39頁\共有46頁\編于星期一\16點

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)用當(dāng)前第40頁\共有46頁\編于星期一\16點2．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)入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D．以上說法都不對

帶電荷的云層靠近避雷針時，在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá)到一定程度就向空中放電，中和云層中的電荷，從而避免遭受雷擊，Ｂ當(dāng)前第41頁\共有46頁\編于星期一\16點AB3.如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場強度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢相等D、B帶負(fù)電當(dāng)前第42頁\共有46頁\編于星期一\16點4．如右圖所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導(dǎo)體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是(

)A．用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導(dǎo)線把驗電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD當(dāng)前第43頁\共有46頁\編于星期一\16點5.在水平地面上放置的光滑金屬板的上表面絕緣,在其中心正上方有一帶正電Q的金屬小球（可視為質(zhì)點，且不影響原電