静电现象的应用教学课件.ppt

1、 1.7 静电现象的应用 南昌市第一中学 张勇治第一章：静电场第一章：静电场 电场中的导体电场中的导体导体：容易导电的物体叫导体。导体：容易导电的物体叫导体。金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液导体容易导电，是由于导体内部有大量可以自由移动导体容易导电，是由于导体内部有大量可以自由移动的电荷（比如金属中的自由电子），绝缘体分子中的的电荷（比如金属中的自由电子），绝缘体分子中的正负电荷束缚很紧，在一般情况下不能分离。正负电荷束缚很紧，在一般情况下不能分离。不带电的导体放入电场中会出现什么现象不带电的导体放入电场中会出现什么现象? 电场中的导体电场中的导体电场中的导

2、体电场中的导体 E0将导体放进电场将导体放进电场E0中中导体中的自由电子在电场导体中的自由电子在电场E0作用下作用下发生定向移动。发生定向移动。于是导体两端将出现等量异种电荷。于是导体两端将出现等量异种电荷。-+-+感应电荷在导体内部形成电场感应电荷在导体内部形成电场E，方，方向相反。向相反。E随着感应电荷的增加随着感应电荷的增加E增大，导体内增大，导体内部的合场强部的合场强E在逐渐减小。在逐渐减小。E=E0-E-+-+当当E=E0-E=0时，导体内部的合电场时，导体内部的合电场E为为0，不再发生电荷的定向移动，导，不再发生电荷的定向移动，导体达到一种平衡状态，这种状态叫做体达到一种平衡状态，

3、这种状态叫做静电平衡状态静电平衡状态。注意区分清楚三个电场：注意区分清楚三个电场：E0 外电场外电场E 感应电荷电场感应电荷电场E 导体内部合场强导体内部合场强E=E0-E=0静电平衡的必要条件静电平衡的必要条件 1 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。处处为零。2 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。体，它的表面是个等势面。地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大状态，所以它是一个等势体。这是我

4、们可以选大地做零电势体的一个原因。地做零电势体的一个原因。 结论结论:带电导体在稳定时带电导体在稳定时,其电荷均分布在外表面。其电荷均分布在外表面。法法拉拉第第圆圆筒筒实实验验 静电平衡状态下导体的两种类型：静电平衡状态下导体的两种类型：（1）电场中导体的静电平衡）电场中导体的静电平衡（2）带电体的静电平衡）带电体的静电平衡-+-+-+静电平衡状态下导体的特点：静电平衡状态下导体的特点：（2）导体内部的场强处处为零。（必要条件）导体内部的场强处处为零。（必要条件）（3）电荷只能分布在导体的外表面（感应电荷分布在导体的两）电荷只能分布在导体的外表面（感应电荷分布在导体的两 端端近端和远端，净电荷

5、分布在导体外表面）近端和远端，净电荷分布在导体外表面）（5 5）导体表面上任何一点场强方向与该点表面垂直。）导体表面上任何一点场强方向与该点表面垂直。（4）电场线在导体内部中断。）电场线在导体内部中断。（1）导体内部没有电荷定向移动。）导体内部没有电荷定向移动。 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 导体尖端的电导体尖端的电荷密度很大，荷密度很大，附近的电场特附近的电场特别强，它会导别强，它会导致一个重要的致一个重要的后果，就是尖后果，就是尖端放电。端放电。尖端放电现象尖端放电现象 应用：避雷针应用：避雷针 处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，

6、处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，将导体挖空，变成一个导体壳，壳内场强仍处处为零。将导体挖空，变成一个导体壳，壳内场强仍处处为零。所以导体壳或金属网罩能使其内部区域不受外部电场所以导体壳或金属网罩能使其内部区域不受外部电场的影响。的影响。空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其内部不受外电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。内部不受外电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。 静电屏蔽中的模拟电场线静电屏蔽中的模拟电场线 静电屏蔽实验静电屏蔽实验金属网罩或空腔导体起到了静电屏蔽的作用其内金属网罩或空腔导体起到了静电屏蔽的作用其内表面根本没有带上电荷表面根本没

7、有带上电荷,内部也没有电场内部也没有电场 静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用 例题例题1 1：如图所示，长为：如图所示，长为 L L的导体棒原来不带电，现将的导体棒原来不带电，现将一带电量为一带电量为Q Q的正点电荷放在距棒左端的正点电荷放在距棒左端R R处。当达到静处。当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何？如何？答案 2)2LR(QkE方向：由O Q 例题例题2.2.如图所示在真空中把一绝缘导体如图所示在真空中把一绝缘导体ABAB向带负电的向带负电的小球小球P P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（缓慢的

8、靠近时，下列说法正确的是（）A A、B B端的感应电荷越来越多端的感应电荷越来越多B B、导体内部场强越来越大、导体内部场强越来越大C C、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M点产生的场强大于在点产生的场强大于在N N点产生点产生 的的场强的的场强D D、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M、N N两点产生的的场强相等两点产生的的场强相等MBANPACAC 两位英国科学家下个月将在伦敦进行一次危险的电力学表演。根据表演计划，其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击。鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。英科学家将表演

9、特技 触摸百万伏高压电 网络网络新闻新闻 静电现象的其他应用静电现象的其他应用1静电除尘静电除尘2静电植绒静电植绒3静电喷涂静电喷涂4静电分选静电分选5静电复印静电复印 静电现象的应用静电现象的应用一、静电平衡状一、静电平衡状态下导体的电场态下导体的电场1 1、静电平衡状态、静电平衡状态 电场中的导体，内部自由电子不再定向移动电场中的导体，内部自由电子不再定向移动2 2、静电平衡状态的特征、静电平衡状态的特征 内部的场强处处为零内部的场强处处为零 整个导体是个等势体，它的表面是个等势面整个导体是个等势体，它的表面是个等势面二、导体上电荷二、导体上电荷的分布的分布 导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面在导体表面，越尖锐的地方，电荷密度（单位面积上在导体表面，越尖锐的地方，电荷密度（单位面积上 的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。三、静电屏蔽三、静电屏蔽空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内部空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内部空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外部空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外部-接地接地课堂小结课堂小结