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第七节静电现象的应用ppt


静电平衡时,导体上电荷分布特点事例图: 静电平衡时,导体上电荷分布特点事例图:
均匀球形导体
三. 尖端放电
导体尖端的电荷密度很大, 导体尖端的电荷密度很大,附近的电场 特别强,它会导致一个重要的后果, 特别强,它会导致一个重要的后果,就是尖端 放电。 放电。
尖端放电的应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的 尖端放电的应用: 一种设施 尖端放电的防止:电能损失,高压设备中导体的表面 尖端放电的防止:电能损失, 应该尽量光滑
静电现象的应用
怀仁一中高二物理组
思考: 思考:
(1) 电场的重要性质是什么? 电场的重要性质是什么?
(2)金属导体的微观结构如何? )金属导体的微观结构如何? 自由电子怎样移动? (3)将金属导体放入电场中自由电子怎样移动? )将金属导入电场中的导体,其内部的自由电子在电场力的 放入电场中的导体, 作用下向电场的反方向作定向移动, 作用下向电场的反方向作定向移动,致使导体的两 端分别出现等量的正、负电荷。 端分别出现等量的正、负电荷。这种现象叫静电感 应现象。 应现象。
4 . 静电屏蔽现象及应用
3、静电屏蔽的应用: 电子仪器设备外面 、静电屏蔽的应用: 的金属罩, 的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮等等都 是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。 是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。
总之:在静电平衡状态下, 总之:在静电平衡状态下,无论是空心导体还是实 心导体;不论导体本身带电多少,导体必定为等势体, 心导体;不论导体本身带电多少,导体必定为等势体, 其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础; 其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础;封闭导 体壳无论接地与否, 体壳无论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场的 影响,接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响, 影响,接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响, 这种现象也叫静电屏蔽
解析:
A错,空腔内部电场不为零。 B错,球壳内表面由于静电感应,要带负电荷。 C对,处于静电平衡状态的导体,是个等势体, 其上电势处处相等。 D对,通常以大地为零电势,由于球壳与大地 构成一个整体,相当于一个大导体,所以电势 处处相等,是个等势体。所以电势都为零。
小结
1 . 什么是静电平衡状态 2 . 静电平衡状态下导体的特点 3 . 静电平衡时,导体上电荷分布 特点
3. 导体上的电荷的分布
法 拉 第 圆 筒 实 验
1、由实验现象能得到什么结论?为什么? 、由实验现象能得到什么结论?为什么? 结论:带电导体内部没有净电荷, 结论:带电导体内部没有净电荷,其净电荷只分布在 外表面. 外表面. 2、带电导体的电荷是否均匀分布在导体的外表面? 、带电导体的电荷是否均匀分布在导体的外表面? 越尖锐的地方电荷越多,电荷密度越大, 越尖锐的地方电荷越多,电荷密度越大,外部场强也 越强; 凹陷的地方几乎没有电荷. 越强; 凹陷的地方几乎没有电荷.
尖端放电演示实验
应用:避雷针
四.静电屏蔽
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
轻松练习
C 1.当导体达到静电平衡时,场强方面的特征 是( )
A.外电场E0消失 B.感应电荷产生的电场E′为零 C.导体内部的合场强E为零 D.导体表面和内部的合场强均为零
2.将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝 缘导体A,如1-93所示,以下说法正确的是: ( ) A.导体B上各点的场强大小相等 B.导体A内部的场强一定为零 C.导体B的左端电势比右端电势高 D.导体B上的感应电荷在它的C点所 形成的场强一定不为零
-
E合=0
+ + +
E0
的导体棒原来不带电, 例1:如图,长为 的导体棒原来不带电,现将一 :如图,长为L的导体棒原来不带电 带电量为q的点电荷放在距棒左端为 的某点.当达 的点电荷放在距棒左端为R的某点 带电量为 的点电荷放在距棒左端为 的某点 当达 到静电平衡时, 到静电平衡时,棒上感应电荷在棒内中点处产生 的场强的大小为多大? 的场强的大小为多大
具有空腔的金属导体在静电平衡状态下, 具有空腔的金属导体在静电平衡状态下,不 仅导体内部场强为零,而且腔内场强也为零, 仅导体内部场强为零,而且腔内场强也为零, 因而置于腔内的物体不受外界电场的影响, 因而置于腔内的物体不受外界电场的影响, 这种作用叫静电屏蔽
知识扩展: 、空腔导体在外电场中处于静电平衡, 知识扩展:1、空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部 场强总等于零, 场强总等于零,因此外电场不可能对其内部空间发生任何 影响; 、空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽, 影响;2、空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽,空腔导体接地 的屏蔽为全屏蔽若空腔导体导体内有带电体, 的屏蔽为全屏蔽若空腔导体导体内有带电体,在静电平衡 它的内表面将产生异号的感生电荷, 时,它的内表面将产生异号的感生电荷,如果外壳不接地 则外表面会产生与内部带电体同号的感生电荷,此时感应 则外表面会产生与内部带电体同号的感生电荷, 电荷的电场将对外界产生影响, 电荷的电场将对外界产生影响,这时空腔导体只能对外电 场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响, 场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外 屏蔽;如果外壳接地, 屏蔽;如果外壳接地,外表面产生的感应电荷通过接地线 流入大地,外界对壳内无法影响, 流入大地,外界对壳内无法影响,内部带电体对外界的影 响也随之而消除, 响也随之而消除,所以这种屏蔽较全屏蔽 定义延伸:为了避免外界电场对仪器设备的影响, 定义延伸:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为 了避免电气设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把 了避免电气设备的电场对外界的影响, 外电场遮住,使其内部不受影响, 外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电气设备对外界 产生影响, 产生影响,这就叫做静电屏蔽
思考:静电平衡的条件是什么? 思考:静电平衡的条件是什么?
E内 = 0
处于静电平衡的导体有两种
处于电场中的原来不带电的导体 孤立的带电导体
2. 静电平衡状态下导体的特点
A、场强的特点 、 处于静电平衡状态下的导体, ◆ 处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处 为零。 为零。 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 。 B、电势的特点 、 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体, ◆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。 的表面是个等势面。
思 考
a.电子的聚集会出现怎样的结果? 电子的聚集会出现怎样的结果? 电子是否会永远这样定向运动下去? b.电子是否会永远这样定向运动下去? 最终会出现怎样的现象? c.最终会出现怎样的现象?
发生静电感应时,导体内的自由电子 发生静电感应时 导体内的自由电子 不再发生定向移动的状态, 不再发生定向移动的状态,导体达到了 静电平衡状态。 静电平衡状态。
解析:
A错.导体B上内部各点的场强大小为零, 但是外部场强大小不相等 B对.导体A内部的场强一定为零。因为电 荷分布在外表 C错.导体B的左端电势和右端电势一样高, 是等势体 D对.导体B上的感应电荷在它的C点所形 成的场强一定不为零,因为它和A的电场 合场强叠加为零。
3.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地,将 一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内,但不 与B发生接触,达到静电平衡后,则( ) A. 球壳B的空腔中场强处处为零。 B. 球壳B不带电。 C. 球壳B的内,外表面电势相等。 D. 球壳B的电势为零。
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