9.4 静电的防止与利用ppt课件
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1、,4静电的防止与利用,第九章静电场及其应用,1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡状态下的导体特点. 2.知道导体上电荷的分布特征,了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因. 3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理.,学习目标,梳理教材夯实基础,探究重点提升素养,随堂演练逐点落实,梳理教材夯实基础,01,1.静电平衡:导体内的自由电子不再发生 的状态. 2.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 . 3.导体上电荷的分布: (1)导体 没有电荷,电荷只分布在导体的 . (2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量) ,凹陷的位置几乎没有电荷.,静电平衡,一,定向
2、移动,0,内部,外表面,越大,1.空气的电离:导体尖端电荷 很大,附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷 的现象. 2.尖端放电:与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被 ,而与尖端上电荷 ,相当于导体从尖端 的现象. 尖端放电的应用与防止: (1)应用: 是利用尖端放电避免雷击的一种设施. (2)防止:高压设备中导体的表面尽量 会减少电能的损失.,尖端放电,二,密度,分离,吸引,中和,失去电荷,避雷针,光滑,静电平衡时,空腔导体内表面没有电荷,导体壳内空腔里的电场强度为 .外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫作 . 静电屏蔽的应用:电
3、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.,静电屏蔽,三,0,静电屏蔽,1.静电吸附:在电场中,带电粒子在 作用下,向着电极运动,最后被吸附在电极上的现象. 2.静电除尘:当空气中的尘埃带电时,在静电力作用下,尘埃到达电极而被收集起来的过程. 3.静电喷漆:接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在静电力作用下,向作为 的工件运动,并沉积在工件表面. 4.静电复印:复印机应用了 的原理,复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC),无光照时,OPC是 ,受光照时变成导体.,静电吸附,四,静电力,正极,静电吸附,绝缘体,即学即用,判断下列说法的正误. (1)处于静电平衡状态
4、下的导体内部的外加电场与附加电场的矢量和为零,即导体内部的电场强度处处为零.() (2)静电平衡时,导体内部表现为电中性,电荷都分布在外表面,导体内部没有净电荷.() (3)一个孤立的带电体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状态,不具有静电平衡的特点.(),(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地.() (5)用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则验电器箔片能张开.() (6)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,目的是铜丝衣服有屏蔽作用,使体内场强为零.(),探究重点提升素养,02,静电平衡,一,导学探究 如图1所示,不带电的金属导体放到电场中
5、,导体内的自由电子将发生定向移动,使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题: (1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动的方向如何?,答案自由电子受外加电场的电场力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动.,图1,(2)自由电子能否一直定向移动?为什么?,答案不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止.,知识深化 1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E的合场强为0,即E0E. 2.孤立的带电导体处于静电平衡状态,内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.,3.静电平衡
6、时,导体上的电荷分布规律: (1)净电荷只分布在导体外表面,内部没有净电荷. (2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电荷量相等,近异远同,如图2甲所示. (3)净电荷在导体外表面的分布不均匀,一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集,如图乙所示.,甲乙 图2,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3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_.,图3,向左,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,棒中任意一点都受两个电场的影响,即外电场(q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应
7、电荷在该点形成的电场E),达到静电平衡状态时EE0. 题中所求的即为E,,负号代表E和E0方向相反,即方向向左.,规律 总结,求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法是: (1)先求出外电场场强E外的大小和方向. (2)由于导体处于静电平衡状态,则满足静电平衡条件E合0. (3)由E外E感0,求出感应电场E感的大小和方向.,针对训练1一金属球,原来不带电,现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图4所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比,则 A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.EaEbEc,解析处于静电平衡
8、状态的导体内部场强处处为零,故a、b、c三点的场强都为零.处于静电平衡状态的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向.比较a、b、c三点感应电场的场强,实质上是比较带电体MN在这三点的场强.由于c点离MN最近,故MN在c点的场强最大,感应电荷在c点的场强也最大,C正确.,图4,例2一个带绝缘底座的空心金属球A带有4108 C的正电荷,上端开有适当小孔,有绝缘柄的金属小球B带有2108 C的负电荷,使B球和A球内壁接触,如图5所示,则A、B带电荷量分别为 A.QA1108 CQB1108 C B.QA21
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