1、第一章 静电场,第9讲 静电现象的应用,1.知道什么是静电平衡状态，能说出处于静电平衡状态的导体中电场的特征. 2.知道静电平衡状态下导体上电荷的分布规律. 3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.,目标定位,二、尖端放电和静电屏蔽,栏目索引,一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布,对点检测 自查自纠,一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布,知识梳理,1.静电平衡状态 发生静电感应现象时，感应电荷的电场与原电场 ，使导体内部电场 ，直至为零，导体内部自由电子不再发生 &n
2、bsp; 的状态. 2.处于静电平衡状态下导体中电场的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部电场 . (2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面 . (3)处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个
3、; .,叠加,减弱,定向移动,处处为0,垂直,等势体,等势面,答案,3.导体上电荷的分布特点 (1)导体内部 电荷，电荷只分布在导体的 . (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度 ，凹陷的位置几乎
4、;.,没有,外表面,越大,没有电荷,答案,【深度思考】,导体达到静电平衡状态后，导体内的电荷还在运动吗？,答案 达到静电平衡后，自由电子没有定向移动，而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动.,答案,典例精析,例1 长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示.当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于_，方向为_.,图1,解析答案,总结提升,解析 导体棒在点电荷q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场：q在该点形成的电场E0；附加电场：棒上感应电荷在该点形成的电场
5、E，达到静电平衡状态时EE0. 题中所求的即为E，于是我们通过上述等式转化为求E0.,总结提升,总结提升,(1)当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时，感应电荷的分布会迅速变化，很快达到新的平衡. (2)静电平衡时，感应电荷产生的电场与外电场在导体内部的合场强为零.,例2 如图2所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带 正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、 c三点的场强大小E和电势的关系是( ) A.EaEbEc，abc B.EaEbEc，abc C.EaEbEc，abc D.EaEcEb，abc,图2,解析 空腔球形导体在正电荷A的电场中感应的结
6、果如图所示，从电场线的疏密可确定a点场强大于c点场强，而b点场强为零，故EaEcEb，而沿着电场线电势降低，故abc，D选项正确.,D,返回,解析答案,知识梳理,二、尖端放电和静电屏蔽,1.所带电荷与导体尖端的电荷符号 的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷 ，这相当于导体从尖端 电荷.这个现象叫做. 2.把一个电学仪器放在 的金属壳(网)里，即使壳(网)外有电场，由于
7、 保持为零，外电场对壳(网)内的仪器也不会 的现象叫静电屏蔽.,相反,中和,失去,尖端放电,封闭,壳(网)内场强,产生影响,答案,3.尖端放电和静电屏蔽的应用、防止： (1)尖端放电： 应用： 是利用尖端放电避免雷击的一种设施. 防止：高压设备中导体的表面
8、尽量 会减少电能的损失. (2)静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.,避雷针,光滑,答案,典例精析,例3 如图3所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则( ) A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电 C.B的外表面带正电 D.B的内表面带负电,图3,返回,解析答案,总结提升,解析 因为金属壳的外表面接地，所以外表面无感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，
9、则B的内表面带负电，D对，B、C错； B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，由电场叠加知，电场线的方向由A指向B，所以空腔内电场强度不为零，A错. 答案 D,总结提升,总结提升,静电屏蔽的两种情况,总结提升,返回,对点检测 自查自纠,1,2,3,1.(静电平衡状态下导体的电场)如图4所示，一个带负电的金 属球放在绝缘的支架上，处于静电平衡状态，金属球内部的 场强大小为E1，若减少金属球的带电荷量，再次处于静电平 衡状态后，金属球内部的场强大小为E2，则( ) A.E2E1 B.E2E1 C.E2E
10、1 D.无法确定,图4,解析 处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零，选项C正确.,C,解析答案,1,2,3,2.(静电平衡状态下导体的电场和电荷的分布)(多选)如图5所 示，接地的金属板右侧有固定的点电荷Q，a、b是金属板 右侧表面附近的两点，其中a到Q的距离较小，下列说法 正确的是( ) A.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电 B.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电 C.整个金属板是一个等势体，且电势等于零 D.a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点的场强方向相同，但a点的场强比b点的场强要大一些,图5,解析答案,
11、1,2,3,解析 金属板若不接地，右侧表面将感应出负电荷，左侧表面将感应出等量正电荷.金属板接地，大地上的自由电子通过接地导线上移与正电荷中和，达到静电平衡时左侧表面不带电，整个金属板的电势与大地相同，都为零.所以选项A错误，选项B、C正确. 金属板接地时，右侧表面上仍有感应负电荷，因a距Q较近，场强要大些；整个金属板是等势体，表面是等势面，电场线与等势面垂直，故a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面，方向相同，选项D正确. 答案 BCD,1,2,3,3.(静电防护和静电屏蔽的应用)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是( ) A.铜丝编织的衣服不易拉破 B.电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零 C.电工被铜丝衣服所包裹，使体内电场强度为零 D.铜线电阻小，能对人体起到保护作用,解析 高压线路的检修人员在进行高压作业时，要穿上用金属丝网制成的高压作业服，相当于把人体用金属网罩起来.这样，外部电场就不会影响到人体，从而避免了感应电场对人体的伤害.故选项C正确.,C,返回,解析答案,本课结束,
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