高中物理認(rèn)識(shí)靜電1

高中物理認(rèn)識(shí)靜電靜電基本概念與性質(zhì)摩擦起電與感應(yīng)起電庫(kù)侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差、電勢(shì)能和等勢(shì)面靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)研究總結(jié)回顧與拓展延伸contents目錄靜電基本概念與性質(zhì)01靜電是指靜止?fàn)顟B(tài)下的電荷，通常指因摩擦、接觸等原因而使物體帶電的現(xiàn)象。靜電定義當(dāng)兩個(gè)物體接觸或摩擦?xí)r，其中一個(gè)物體會(huì)失去電子，另一個(gè)物體則獲得電子，從而使兩個(gè)物體分別帶上正負(fù)電荷。產(chǎn)生原因靜電定義及產(chǎn)生原因由靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)形態(tài)，它對(duì)放入其中的電荷有力的作用。在靜電場(chǎng)中，電荷的分布情況決定了電場(chǎng)的性質(zhì)。電荷分布可以是均勻的，也可以是不均勻的。靜電場(chǎng)與電荷分布電荷分布靜電場(chǎng)導(dǎo)體導(dǎo)體內(nèi)部存在自由電子，當(dāng)導(dǎo)體置于靜電場(chǎng)中時(shí)，自由電子會(huì)受到電場(chǎng)力的作用而移動(dòng)，從而使導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電荷分布。導(dǎo)體的特點(diǎn)是容易導(dǎo)電，即電荷在導(dǎo)體中容易流動(dòng)。絕緣體絕緣體內(nèi)部幾乎沒(méi)有自由電子，因此當(dāng)絕緣體置于靜電場(chǎng)中時(shí)，其內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生明顯的電荷分布。絕緣體的特點(diǎn)是難以導(dǎo)電，即電荷在絕緣體中難以流動(dòng)。導(dǎo)體、絕緣體在靜電場(chǎng)中表現(xiàn)0102靜電現(xiàn)象靜電現(xiàn)象包括摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電等。這些現(xiàn)象在日常生活中隨處可見(jiàn)，如用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)頭發(fā)會(huì)隨梳子飄起來(lái)，或者脫毛衣時(shí)會(huì)聽(tīng)到“啪啪”聲等。靜電危害靜電的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面對(duì)人體的危害當(dāng)人體接觸靜電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電擊感，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致心律失常等問(wèn)題。對(duì)設(shè)備的危害靜電會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成干擾甚至損壞，如導(dǎo)致計(jì)算機(jī)運(yùn)算錯(cuò)誤、集成電路擊穿等。引起火災(zāi)或爆炸在某些特定條件下，如存在可燃?xì)怏w或粉塵時(shí)，靜電放電可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。030405靜電現(xiàn)象及其危害摩擦起電與感應(yīng)起電02當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，一個(gè)物體會(huì)失去電子帶正電，另一個(gè)物體會(huì)得到電子帶負(fù)電，這種現(xiàn)象稱為摩擦起電。原理用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電；用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負(fù)電。將帶電的玻璃棒或橡膠棒靠近輕小物體，可以觀察到輕小物體被吸引的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)演示摩擦起電原理及實(shí)驗(yàn)演示原理當(dāng)一個(gè)帶電體靠近一個(gè)導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間的相互作用，導(dǎo)體中的自由電荷會(huì)重新分布，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象稱為感應(yīng)起電。實(shí)驗(yàn)演示將一個(gè)帶電體靠近一個(gè)導(dǎo)體，可以觀察到導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象。如果將導(dǎo)體接地，則導(dǎo)體上的電荷會(huì)被中和。感應(yīng)起電原理及實(shí)驗(yàn)演示比較摩擦起電和感應(yīng)起電都是使物體帶電的方法，但它們的原理不同。摩擦起電是通過(guò)摩擦使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上；而感應(yīng)起電是通過(guò)帶電體靠近導(dǎo)體使導(dǎo)體中的自由電荷重新分布。聯(lián)系兩種起電方式都涉及到電荷的轉(zhuǎn)移和重新分布。在摩擦起電中，電荷的轉(zhuǎn)移是通過(guò)摩擦實(shí)現(xiàn)的；在感應(yīng)起電中，電荷的重新分布是通過(guò)帶電體靠近導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)的。兩種起電方式比較與聯(lián)系生活中摩擦和感應(yīng)起電現(xiàn)象摩擦起電現(xiàn)象用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)會(huì)隨梳子飄起來(lái)；在干燥的天氣里脫毛衣時(shí)，會(huì)聽(tīng)到“噼啪”聲并看到小火花等。感應(yīng)起電現(xiàn)象將手機(jī)放在揚(yáng)聲器旁邊時(shí)，揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出雜音；將帶電的氣球靠近墻壁時(shí)，墻壁會(huì)被吸引并出現(xiàn)異種電荷等。庫(kù)侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度03真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫(kù)侖定律內(nèi)容庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)、電荷間的相互作用力計(jì)算等。應(yīng)用舉例庫(kù)侖定律內(nèi)容及應(yīng)用舉例VS放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。計(jì)算公式E=F/q，其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，F(xiàn)為電場(chǎng)力，q為試探電荷的電荷量。電場(chǎng)強(qiáng)度定義電場(chǎng)強(qiáng)度定義及計(jì)算公式在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E與距離d無(wú)關(guān)，是一個(gè)常數(shù)。通過(guò)電場(chǎng)線的疏密程度可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密集的位置電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，電場(chǎng)線越稀疏的位置電場(chǎng)強(qiáng)度越弱。勻強(qiáng)電場(chǎng)中E和d關(guān)系探討勻強(qiáng)電場(chǎng)中E和d關(guān)系探討庫(kù)侖定律應(yīng)用靜電噴涂、靜電除塵、靜電復(fù)印等。電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)用電容器、電場(chǎng)療法、電場(chǎng)傳感器等。舉例說(shuō)明在電容器中，通過(guò)改變兩個(gè)極板間的距離或改變極板間的電介質(zhì)，可以改變電容器的電容；在電場(chǎng)療法中，利用電場(chǎng)對(duì)生物體的作用來(lái)治療疾?。辉陔妶?chǎng)傳感器中，利用電場(chǎng)的變化來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體的狀態(tài)或位置變化。庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度在生活中的應(yīng)用電勢(shì)差、電勢(shì)能和等勢(shì)面04電勢(shì)差是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間電勢(shì)的差值，也叫電壓。電勢(shì)差定義Uab=φa-φb，其中Uab表示a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的電勢(shì)差，φa和φb分別表示a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)。計(jì)算公式電勢(shì)差概念及計(jì)算公式電勢(shì)能定義及影響因素分析電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能稱為電勢(shì)能。電勢(shì)能定義電勢(shì)能的大小與電荷量、電荷所在位置的電勢(shì)以及電荷的正負(fù)有關(guān)。影響因素等勢(shì)面特點(diǎn)等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，等勢(shì)面密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，等勢(shì)面稀疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小。要點(diǎn)一要點(diǎn)二生活中的應(yīng)用利用等勢(shì)面的概念可以解釋一些靜電現(xiàn)象，如尖端放電、靜電感應(yīng)等。等勢(shì)面特點(diǎn)及其在生活中的應(yīng)用電勢(shì)差與電勢(shì)能的關(guān)系電勢(shì)能的變化量等于電荷量與電勢(shì)差的乘積，即ΔEp=qU。等勢(shì)面與電勢(shì)差、電勢(shì)能的關(guān)系等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，因此等勢(shì)面間的電勢(shì)差為零，電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能不變。電勢(shì)差、電勢(shì)能和等勢(shì)面之間關(guān)系靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)研究05

導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中表現(xiàn)和特點(diǎn)導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零在靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)部自由電子受電場(chǎng)力作用移動(dòng)，直到導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零。電荷分布在導(dǎo)體表面導(dǎo)體上的電荷只分布在表面，內(nèi)部沒(méi)有凈電荷。導(dǎo)體表面電勢(shì)相等由于導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，因此導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面電勢(shì)相等。絕緣體內(nèi)部存在電場(chǎng)由于電荷不能自由移動(dòng)，絕緣體內(nèi)部可以存在電場(chǎng)。絕緣體表面電荷分布不均勻絕緣體表面電荷分布不均勻，可以形成局部電場(chǎng)。電荷不能自由移動(dòng)絕緣體中的電荷被束縛在原子或分子中，不能自由移動(dòng)。絕緣體在靜電場(chǎng)中表現(xiàn)和特點(diǎn)電荷移動(dòng)能力不同內(nèi)部電場(chǎng)存在差異表面電荷分布不同聯(lián)系導(dǎo)體和絕緣體性質(zhì)比較與聯(lián)系導(dǎo)體中的自由電子可以自由移動(dòng)，而絕緣體中的電荷被束縛。導(dǎo)體表面電荷分布均勻，而絕緣體表面電荷分布不均勻。導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，而絕緣體內(nèi)部可以存在電場(chǎng)。導(dǎo)體和絕緣體都是電介質(zhì)，只是導(dǎo)電性能不同。在一定條件下，絕緣體也可以轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。靜電屏蔽靜電噴涂靜電復(fù)印靜電除塵靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和絕緣體應(yīng)用實(shí)例01020304利用導(dǎo)體的性質(zhì)，可以將靜電場(chǎng)屏蔽在某一區(qū)域內(nèi)，防止靜電干擾。利用絕緣體的性質(zhì)，可以將帶電的涂料微粒噴涂到工件上，實(shí)現(xiàn)靜電噴涂。利用導(dǎo)體的性質(zhì)和光電效應(yīng)，可以將原件上的圖像復(fù)制到另一張紙上，實(shí)現(xiàn)靜電復(fù)印。利用靜電場(chǎng)使空氣中的塵埃帶電，然后被吸附到電極上，實(shí)現(xiàn)靜電除塵?？偨Y(jié)回顧與拓展延伸06靜電是指靜止?fàn)顟B(tài)下的電荷，包括正電荷和負(fù)電荷。靜電基本概念在一個(gè)孤立系統(tǒng)中，無(wú)論發(fā)生何種變化，電荷的總量保持不變。電荷守恒定律真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。庫(kù)侖定律描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，其方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同，大小等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力。電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)總結(jié)回顧電荷與物質(zhì)的關(guān)系物質(zhì)是由原子組成的，原子由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成。在通常情況下，原子核所帶的正電荷與核外所有電子所帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等，整個(gè)原子呈中性。電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的線，實(shí)際上并不存在。電場(chǎng)線的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，且等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等。易錯(cuò)難點(diǎn)剖析指導(dǎo)靜電紡絲利用高壓靜電場(chǎng)使聚合物溶液或熔體帶電后從噴絲頭噴出形成纖維的一種紡絲方法。這種方法可以制備出納米級(jí)纖維，具有廣泛的應(yīng)用前景。靜電除塵利用靜電吸附原理，使空氣中的塵埃帶電后被吸附到電極上，從而達(dá)到除塵的目的。這種方法廣泛應(yīng)用于空氣凈化、