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歡迎進入物理課堂 1 7靜電現(xiàn)象的應用 E 置于電場中的導體 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)下導體的電場 E 在導體兩端 積聚等量異種電荷 即靜電感應現(xiàn)象 E 感應電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生電場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 E 當內(nèi)部合場強為零時 即E E時 電荷不再發(fā)生定向移動 處于靜電平衡狀態(tài)的導體 內(nèi)部場強處處為零 E E E E內(nèi) 0 靜電平衡狀態(tài)下導體的電場 導體內(nèi)部場強處處為零導體是等勢體 表面為等勢面導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 靜電平衡狀態(tài) 為什么會如此 1 處于靜電平衡狀態(tài)下的導體 內(nèi)部的場強處處為零 2 處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個等勢體 它的表面是個等勢面 3 導體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直 5 對于一孤立的帶電導體 內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是 導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 靜電平衡的特點 小結(jié) 地球是一個極大的導體 可以認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 二 導體上電荷的分布 研究靜電平衡時導體內(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 導體內(nèi)部沒有電荷 電荷分布在導體的外表面導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 為什么 法拉第圓筒實驗 1 導體內(nèi)沒有電荷 電荷只分布在導體的表面 2 在導體表面 越尖銳的位置 電荷的密度越大 導體上電荷的分布小結(jié) 1 空氣的電離 強電場使空氣分子中正負電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離 2 尖端放電 在強電場作用下 物體尖端部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象稱為尖端放電 在強電場作用下 物體曲率大的地方 如尖銳 細小的頂端 彎曲很厲害處 附近 等電位面密 電場強度劇增 致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象 稱為電暈放電 而尖端放電為電暈放電的一種 專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象 三 尖端放電 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 閃電防護 雷鳴電閃時在室外的人 為防雷擊 應當遵從四條原則 一是人體應盡量降低自己 以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中 所以人長得高還是一件非常痛苦的事情 二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因 跨步電壓 造成傷害 所謂跨步電壓是雷擊點附近 兩點間很大的電位差 如若人的兩腳分得很開 分別接觸相距遠的兩點 則兩腳間便形成較大的電位差 有強電流通過人體使人受傷害 第三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近 不可手持金屬體高舉頭頂 第四是不要進水中 因水體導電好 易遭雷擊 總之 應當?shù)捷^低處 雙腳合攏地站立或蹲下 以減少遭遇雷的機會 閃電防護 四 靜電屏蔽 1 靜電屏蔽 1 空腔導體的特點空腔導體能把外電場擋住 空腔內(nèi)沒有電場 空腔內(nèi)不受外電場的影響 2 靜電屏蔽導體殼 金屬網(wǎng)罩 能保護它所包圍的區(qū)域 使這個區(qū)域不受外電場的影響 這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽 電子儀器外套金屬網(wǎng)罩 通訊電纜外包一層鉛皮等 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 兩位英國科學家08年在倫敦進行一次危險的電力學表演 其中一名科學家將把另一位科學家關進一個鐵籠子里 然后用數(shù)百萬伏特的電流對其進行電擊 鑒于表演的危險性 兩名科學家事先都買好了價值1200萬英鎊的保險 電場如何分布 如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近時 下列說法正確的是 A B端的感應電荷越來越多B 導體內(nèi)部場強越來越大C 導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的的場強D 導體的感應電荷在M N兩點產(chǎn)生的的場強相等 AC 長為L的導體棒原來不帶電 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 達到靜電平衡后 棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大 方向如何 本節(jié)主要學了以下幾個問題 1 靜電平衡狀態(tài)下導體的電場學習了靜電平衡 靜電平衡狀態(tài)的概念 知道靜電平衡的條件是導體內(nèi)部的場強處處為零 學習了靜電平衡導體的特點2 導體上電荷的分布 1 導體內(nèi)部沒有電荷 電荷只分布在導體的外表面 2 在導體表面 越尖銳的位置 電荷的密度越大 3 尖端放電了解了尖端放電現(xiàn)象及其應用 4 靜電屏蔽了解了靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用 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 2 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 帶絕緣柄的導體棒 先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B 用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C 用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連 再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D 使驗電器A靠近B BCD 3 在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為 Q的點電荷 用E表示球殼外任一點的場強 則 A 當 Q在球殼中央時 E 0B 不論 Q在球殼內(nèi)何處 E一定為零C 只有當 Q在球心且球殼接地時 E 0D 只要球殼接地 不論 Q在球殼內(nèi)何處 E一定為零 D 4 一個不帶電的空心金屬球 在它的球心處放一個正點荷 圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況 B 5 如圖所示 一帶正電的絕緣金屬球殼A 頂部開孔 有兩只帶正電的金屬球B C用金屬導線連接 讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示的位置 C球放在A球殼外離A球較遠 待靜電平衡后 正確的說法是 A B C球都帶電B B球不帶電 C球帶電C 讓C球接地后 B球帶負電D C球接地后 A球殼空腔中場強為零 BC 6 有一絕緣空心金屬球A 帶有4 10 6C的正電荷 一個有絕緣柄的金屬小球B 帶有2 10 6C的負電荷 若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸 如圖所示 則B球上電量為 C A球上電荷量為 C 分布在 0 2X10 6 外表面 7 如圖所示 在真空中有兩個點電荷A和B 電荷量分別為 Q和 2Q 它們相距L 如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r 2r L 的空心金屬球 且球心位于O點 則球殼上的感應電荷在O點處的場強大小 方向 12KQ L2 BA 再見 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全