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【参考课件】第7节-静电现象的应用


1.7静电现象的应用

知识回顾:
1.静电感应:金属导体放在

外电场E中,由于导体内的自
由电子受电场力作用而定向

- F - -

+ + +

移动,使导体表面出现感应电
荷的现象叫静电感应。

E0

/>2.感应起电:利用静电感应的方法使物体带电的 方法.

思考: (1)金属导体的微观结构如何? 如果将金属导体放入电场中 (2)自由电子怎样移动? (3)自由电子会在什么地方积聚?

-

-

-

-

E

思考 (1)金属导体的微观结构如何? 如果将金属导体放入电场中 (2)自由电子怎样移动? (3)自由电子会在什么地方积聚? (4)电子的积聚会出现怎样的结果? E合= E -E’

-

E’

+

E

思考 (1)金属导体的微观结构如何? 如果将金属导体放入电场中 (2)自由电子怎样移动? (3)自由电子会在什么地方积聚? (4)电子的积聚会出现怎样的结果? (5)最终会出现怎样的现象?

电 场 中 的 导 体

-

E合=0

+

E

一、静电平衡
放入电场中的导体,最终会达到没有电荷定向 移动的状态,这种状态叫静电平衡状态。

(一)静电平衡的特点
1、处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处 为零。 2、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。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 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 选大地做零电势体的一个原因。

(二)、导体上的电荷分布:

法 拉 第 圆 筒 实 验
结论:静电平衡时导体内部没有电荷,其
电荷只分布在外表面。

结论:1.静电平衡时导体内部没有电荷,其 电荷只分布在外表面. 思考:电荷在导体外表面的分布又是怎样 的呢?

均匀球形导体

结论:2.在导体表面,越尖锐的位置,电荷的 密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置 几乎没有电荷.

二、尖端放电
?

导体尖端附近的电场特别强,它会导 致一个重要的后果,就是尖端放电。 例如在导体尖端附近放一根点燃的蜡 烛。当我们不断给导体充电的时候, 火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端 的方向偏移。这就是尖端放电引起的 后果。

?

在强电场作用下,物 体曲率大的地方(如尖 锐、细小的顶端,弯 曲很厉害处)附近,等 电位面密,电场强度 剧增,致使这里空气 被电离而产生气体放 电现象,称为电晕放 电.而尖端放电为电 晕放电的一种,专指 尖端附近空气电离而 产生气体放电的现象

闪电防护
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?

雷鸣电闪时在室外的人,为防雷击,应当遵从 四条原则. 一是人体应尽量降低自己,以免作为凸出尖端 而被闪电直接击中 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因 “跨步电压”造成伤害.所谓跨步电压是雷击 点附近,两点间很大的电位差,如若人的两脚 分得很开,分别接触相距远的两点,则两脚间 便形成较大的电位差,有强电流通过人体使人 受伤害.

?

?

?

三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高 大建筑体附近,不可手持金属体高举头 顶. 四是不要进水中,因水体导电好,易遭雷 击. 总之,应当到较低处,双脚合拢地站立或 蹲下,以减少遭遇雷的机会.

几种

阅读与思考
阅读书本第26面有关静电屏蔽的内容,回答以 下问题: 1.什么叫做静电屏蔽? 2.静电屏蔽一定要用密封的金属容器吗?举例 说明。 3.举出一些静电屏蔽的事例。

四、静电屏蔽现象
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静电屏蔽的应用

静电屏蔽的应用

网络 新闻

英科学家将表演"特技" 触摸百万伏高压电

两位英国科学家在伦 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。

1.导体自身带电处于静电平衡,下列说法中 正确的是 ( C ) A.导体内部场强是0,所以电势也是0 B.电荷只分布在导体的表面,曲率半径小的 地方场强大,所以电势高 C.电荷只分布在导体的表面,电场线一定和 外表面处处垂直 D.以上说法均不正确

2、一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正 电荷,其电场分布是图中的哪一个? ( B)

3、若将上题中球壳接地,电场分布又应是哪 一图?(D )

4.如图,为一空腔球形导体(不带电)现将 一个带正电的小球A放入腔中,当静电平衡 时,图中a,b,c三点的场强大小关系是( D ) A.Ea>Eb>Ec B. Ea=Eb>Ec C. Ea=Eb=Ec c b a D. Ea>Ec> Eb

5.长为L的导体棒原来不带电,现将一 电荷量为+q的点电荷放在与棒的左端距 离为R的地方,如图所示。达到静电平 衡后,棒上的感应电荷在棒内中点O处 产生的场强有多大?方向如何?
+q
R O L


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