高中物理《静电现象及其应用》课件 教科版选修1-1.ppt

1、静电现象及其应用问题:电场作用时电场作用时电场作用前电场作用前静电平衡的过程静电平衡的过程(演示演示)(1)(2)(3)静电感应现象：静电感应现象：处在电场中的导体处在电场中的导体,电荷重新分布的现象电荷重新分布的现象静电平衡状态：静电平衡状态：导体处处无电荷定向移动的状态导体处处无电荷定向移动的状态 一、静电平衡状态下导体的电场一、静电平衡状态下导体的电场注意注意:1 1、处于静电平衡状态的导体，内部、处于静电平衡状态的导体，内部 的场强处处为零。的场强处处为零。2 2、处于静电平衡状态的整个导体是、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。个等势体，它的表面是个等势面。一

2、、静电平衡状态下导体的电场一、静电平衡状态下导体的电场二、导体上电荷的分布二、导体上电荷的分布一个导体，不论原来是不是带电，放一个导体，不论原来是不是带电，放入电场以后，都会由于静电感应而在入电场以后，都会由于静电感应而在导体的不同部位出现不同的电荷。导体的不同部位出现不同的电荷。那么，在静电平衡状态下，那么，在静电平衡状态下，导体上的导体上的电荷怎样分布呢？电荷怎样分布呢？法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验(演示演示)实验模拟实验模拟实验结论实验结论二、导体上电荷的分布二、导体上电荷的分布1 1、导体内部没有电荷，电荷只分布、导体内部没有电荷，电荷只分布 在导体的外表面。在导体的外表面。2 2、在

3、导体表面，越尖锐的位置，、在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置电荷的密度越大，凹陷的位置 几乎没有电荷。几乎没有电荷。1.1.导体内部的场强处处为零导体内部的场强处处为零,导体表面导体表面 的场强不一定等于零的场强不一定等于零2.2.导体内部没有净电荷导体内部没有净电荷3.3.电荷只分布在导体的外表面上电荷只分布在导体的外表面上4.4.导体内部没有电场线导体内部没有电场线,电场线与导体电场线与导体外表面垂直外表面垂直.三、尖端放电三、尖端放电三、尖端放电三、尖端放电1 1、火花放电、火花放电2 2、接地放电、接地放电两种放电方式两种放电方式:地球是良好的导体地球是良好的导体,由

4、于它特别大由于它特别大,所以能够所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明并不能明显改变海平面的高度一样显改变海平面的高度一样.如果如果用导线将带电导用导线将带电导体与地球相连体与地球相连,电荷将从带电体流向地球电荷将从带电体流向地球,直到直到导体带电特别少导体带电特别少,可以认为它不再带电。可以认为它不再带电。(如果如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。体。这等效于正电荷从导体流向大地。)生产中

5、和生活实际中往往要避免电荷的积累生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施这时接地是一项有效措施.2.2.接地放电接地放电四、静电屏蔽四、静电屏蔽(演示演示)四、静电屏蔽四、静电屏蔽应用应用:1.1.野外高压输电线野外高压输电线2.2.电力工人在带电作业时的工作服电力工人在带电作业时的工作服典型例题典型例题1 1 一个空腔金属球，球壳有一定一个空腔金属球，球壳有一定厚度，球心处有一个负点电荷，厚度，球心处有一个负点电荷，a a、b b、c c、d d四点分别位于空腔、球壳、四点分别位于空腔、球壳、球的外表面、球外，如图所示球的外表面、球外，如图所示,试比试比较四点的场强大小

6、较四点的场强大小.典型例题典型例题2如图所示，长为如图所示，长为L的导体棒原来不的导体棒原来不带电，现将一带电量为带电，现将一带电量为Q的正点电荷放的正点电荷放在距棒左端在距棒左端R处。当达到静电平衡后，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棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何的大小电场如何的大小_,方向方向_.6、水平向右匀强电场，带电球、水平向右匀强电场，带电球A点竖直上抛，轨迹点竖直上抛，轨迹如图，如图，A、B两点在同一水平线上，两点在同一水平线上，M为轨迹最高为轨迹最高点点小球抛出时的动能为小球抛出时的动能为4J，在在M点时它的动能为点时它的动能为2J，不计其他的阻

7、力求：不计其他的阻力求：（1）小球的水平位移）小球的水平位移S1与与S2的比值的比值（2）电场力）电场力F与重力与重力G的比值（用根式表示）的比值（用根式表示）（3）小球落回到）小球落回到B点时的动能点时的动能EKB（4）S1与与M点高度的比值点高度的比值 7.如图如图,竖墙、平地均光滑绝缘竖墙、平地均光滑绝缘,两带电球两带电球A、B处于处于同一竖直平面内同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力若用图示方向的水平推力F作用于作用于小球小球B,则两球静止于图示位置则两球静止于图示位置.如果将小球如果将小球B向左向左推动少许推动少许,待两球重新达到平衡时待两球重新达到平衡时,则两个小球的受则两个小球

8、的受力情况与原来相比力情况与原来相比 ()A.推力推力F将增大将增大 B.竖直墙面对小球竖直墙面对小球A的弹力减小的弹力减小 C.地面对小球地面对小球B的弹力一定不变的弹力一定不变 D.两个小球之间的距离增大两个小球之间的距离增大答案答案 BCD 8.如图所示如图所示,P是一个很大的金属板是一个很大的金属板,水平放置水平放置,Q是是一个带正电的点电荷一个带正电的点电荷,固定在板外固定在板外.另一个可看作质另一个可看作质点的带负电的小物体点的带负电的小物体C,以一定的初速度从图中的以一定的初速度从图中的a点沿金属板表面移动到点沿金属板表面移动到b点点,移动过程中移动过程中C的带电荷的带电荷量保持

9、不变量保持不变,它与金属板间的摩擦不能忽略它与金属板间的摩擦不能忽略.关于关于C的这段运动过程的这段运动过程,下面的说法中正确的是下面的说法中正确的是 ()A.C对对P板的压力先变小后变大板的压力先变小后变大 B.C的加速度先变小后变大的加速度先变小后变大 C.C的电势能先变小后变大的电势能先变小后变大 D.C的速度先变小后变大的速度先变小后变大答案答案 AB 9.一匀强电场一匀强电场,场强方向是水平的场强方向是水平的(如图所示如图所示),一个质量为一个质量为m的带正电的小球的带正电的小球,从从O点出发点出发,初速度的大小为初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用在电场力与重力的作用下下,恰能

10、沿与场强的反方向成恰能沿与场强的反方向成角的直线运动角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在求小球运动到最高点时其电势能与在O点的点的电势能之差电势能之差.220cos21mv10.如图如图,O是一固定点电荷是一固定点电荷,另一点电荷另一点电荷P从很远处以从很远处以 初速度初速度0射入点电荷射入点电荷O的电场的电场,在电场力作用下的运在电场力作用下的运 动轨迹是曲线动轨迹是曲线MN.a、b、c是以是以O为中心为中心,Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆为半径画出的三个圆,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4 为轨迹为轨迹MN与三个圆的一些交点与三个圆的一些交点.以以|W12|表示点电表示

11、点电 荷荷P由由1到到2的过程中电场力做的功的大小的过程中电场力做的功的大小,|W34|表表 示由示由3到到4的过程中电场力做的功的大小的过程中电场力做的功的大小,则则()A.|W12|=2|W34|B.|W12|2|W34|C.P、O两电荷可能同号两电荷可能同号 D.P的初速度方向的延长线的初速度方向的延长线 与与O之间之间 的距离可能为零的距离可能为零答案答案 B 11.有三根长度皆为有三根长度皆为l=1.00 m 的绝缘轻线的绝缘轻线,拴有质量拴有质量皆为皆为m=1.0010-2 kg的带电小球的带电小球A和和B,它们的电荷它们的电荷量分别为量分别为-q和和+q,q=1.0010-7 C

12、.A、B之间用第之间用第三根线连接起来三根线连接起来.空间中存在大小为空间中存在大小为E=1.00106 N/C的匀强电场的匀强电场,方向沿水平向右方向沿水平向右,平衡时平衡时A、B球的球的位置如图所示位置如图所示.现将现将O、B之间的线烧断之间的线烧断,由于有空气由于有空气阻力阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置球最后会达到新的平衡位置.求最后两球求最后两球的机械能与电势能的总和的机械能与电势能的总和 与烧断前相比改变了多少？与烧断前相比改变了多少？(不计两球间静电力不计两球间静电力)答案答案 6.810-2 J 12.如图如图,竖直轻弹簧劲度系数为竖直轻弹簧劲度系数为k,上端与质上端与质量为量为m的小球连接的小球连接,下端与水平桌面上的绝缘下端与水平桌面上的绝缘物块物块M相连相连,小球带小球带+q,系统处于静止状态系统处于静止状态.现现突然加上一个竖直向上突然加上一个竖直向上,大小为大小为E的匀强电场的匀强电场,某时刻物块对水平面的压力为零某时刻物块对水平面的压力为零,则从加上则从加上电场到压力为零的过程中电场到压力为零的过程中,小球电势能改变小球电势能改变量的大小为量的大小为 ()A.B.G C.D.gkmMqE)(kmMqE)(kqEMgkqEmgA