《4靜電的防止與利用》教學(xué)

靜電的防止與利用為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？把金屬導(dǎo)體放在外電場E0中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。一、靜電感應(yīng)

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—————————1.導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動。

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-+-+-+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。二、靜電平衡3.感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，導(dǎo)體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止。

-+-+-+-+4.靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài)。

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-+-+-+-+-+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E`和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E’=E時，自由電子停止定向移動，這時導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。

結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面任一點場方向跟該點表面垂直。場強方向跟該點的表面若不垂直,則沿該點的表面就有一場強分量,電荷在這一場強分量作用下就會發(fā)生運動,就不會處于靜電平衡狀態(tài)了。三、靜電平衡的特點

1.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。

2.導(dǎo)體內(nèi)部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。1.靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。四、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多），周圍的場強越大。尖端放電1.導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負(fù)電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。2.那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。3.應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？

導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場強處處為0，不受外部電場的影響，內(nèi)部的儀器不會受到外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。五、靜電屏蔽靜電屏蔽的應(yīng)用1.電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。靜電屏蔽的應(yīng)用2.三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。1.屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響。空腔導(dǎo)體屏蔽外電場靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)①現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗電器箔片張開。將驗電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗電器箔片不張開，即外部電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部。②本質(zhì)：是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外表面感應(yīng)電荷與外電場在導(dǎo)體內(nèi)部任一點的場強的疊加結(jié)果為零。①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。2.屏蔽腔內(nèi)電場靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)②導(dǎo)體殼接地后，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