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第一章
静电场
第七节
静电感应现象的应用
新课标高中物理选修3－1
1.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。
2.理解静电平衡时，静电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零。
3.知道静电屏蔽及其应用。
一、静电平衡状态下导体的电场
-
-
-
-
-
-
置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。
E
E
-
-
-
-
-
在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。
E
感应电荷在导体内部产生电场E′，与原电场叠加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。
-
-
-
-
-
E′
E
当E′=E时，内部合场强为零，电荷不再发生定向移动。
-
-
-
-
-
E′=E
导体内的自由电子不再发生定向移动，称为静电平衡状态。
静电平衡的微观解释
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。
3.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。
2.导体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。
静电平衡时导体上的电荷分布特点：
（1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
（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、导体上电荷的分布
三、尖端放电
1．空气的电离
强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。
2．尖端放电
在强电场作用下，物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。
3．尖端放电的应用
避雷针
四、静电屏蔽
1.空腔导体的特点
空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。
2.静电屏蔽
导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
静电屏蔽演示
3．静电屏蔽的应用
静电除尘
静电喷漆
1.如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近时，下列说法正确的是（
）
M
B
A
N
P
A.B端的感应电荷越来越多
B.导体内部场强越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
AC
导体的感应电荷在M、N点产生的场强与带负电的小球在两点产生的场强大小相等方向相反
2．关于静电平衡，下列说法中正确的是
(
)
A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等
B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直
C．绝缘体也有静电平衡状态
D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面
ABD
3、在下列实验中，验电器的金属箔会张开的是( )
B
4、如右图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是(
)
A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
在A选项中先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开，B选项可以。
C项中用绝缘导线实际上将验电器和B连成了一个导体，A球因接触而带电
D项中是感应起电
BCD
5．在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，如下图所示，用Ep表示球壳外任一点的场强，则( )
A．当＋Q在球壳中央时，Ep＝0
B．不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零
C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，Ep＝0
D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，Ep＝0
＋Q在球壳内任何位置，只会影响球壳内的负电荷分布；球壳外部带正电荷会使外部场强不为零，所以A、B错
而球壳接地会使外部电荷导入大地，所以外部场强才会为零，故C也错，选D.
D
6．某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是(
)
A．将电视机用一金属笼子罩起来
B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
C．将高频热合机用一金属笼子罩起来
D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
D
7.(2010·海南卷)利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强________(填“越大”或“越小”)．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．
越大
A
1.任何导体在静电场中，都会处于静电平衡状态.
2.处于静电平衡状态的导体的性质
（1）内部场强处处为零，表面场强方向与表面垂直.
（2）整个导体是个等势体，表面是等势面
（3）电荷只能分布在导体的外表面.
3.静电平衡的应用
（1）尖端放电——避雷针
（2）静电屏蔽
课堂小结
谢谢观看!(共25张PPT)
第一章
静电场
第七节
静电感应现象的应用
新课标高中物理选修3－1
1．知识与技能
(1)知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态；
(2)理解静电平衡时，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体
的外表面上；
(3)知道静电屏蔽及其应用．
2．过程与方法
(1)培养学生的观察能力、逻辑推理的能力、分析问题的能力；
(2)掌握分析和综合等思维方法．
3．情感、态度与价值观
(1)使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义；
(2)渗透具体问题具体分析的思想．
三维目标
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移动,使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
2.感应起电:利用静电感应的方法使物体带电的方法.
F
＋
＋
＋
－
－
－
E0
探究问题：
（1）金属导体的微观结构如何？
-
-
-
-
-
-
E
如果将金属导体放入电场中
（3）自由电子会在什么地方积聚？
（2）自由电子怎样移动？
探究问题：
（1）金属导体的微观结构如何？
-
+
E
E’
E合=
E
-E’
如果将金属导体放入电场中
（2）自由电子怎样移动？
（4）电子的积聚会出现怎样的结果？
（3）自由电子会在什么地方积聚？
探究问题：
（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？
（5）最终会出现怎样的现象？
-
+
E
E合=0
（4）电子的积聚会出现怎样的结果？
（3）自由电子会在什么地方积聚？
探究问题：
（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？
（5）最终会出现怎样的现象？
-
+
E
E合=0
（4）电子的积聚会出现怎样的结果？
（3）自由电子会在什么地方积聚？
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。
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。
3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
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
探究：静电平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面，电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？
均匀球形导体
探究结论：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.
三、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
尖端放电
自主探究
阅读课本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
四、静电屏蔽现象
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
静电除尘
静电喷漆
1.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是
(
)
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
C
2、下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有( )
A、C两项中P在N的外部
N近P端带正电荷，远P端带负电荷
N内部被屏蔽，外部有电场
A、正确C错误
静电
感应
2、下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有( )
B、D两项P在N的内部
N内表面带正电荷，外表面带负电荷
外部有电场
外表面无电荷，外部被屏蔽
B错误
D正确
接地
不接地
AD
3、如右图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔内，静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是( )
A．Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc
B．Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φc
C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＞φc
D．Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc
D
4、如右图所示，点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10－8
C和－2.4×10－8
C，彼此相距6
cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1
cm的金属球壳，求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度．
5、将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如右图所示，于是有
(
)
A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向
B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向
C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变
D．A和B的位置都不变
5、将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如右图所示，于是有
(
)
A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向
B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向
C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变
D．A和B的位置都不变
带正电的小球A放在不带电的空心球C内，由于静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此B所在处有电场，所以B在电场力作用下向右偏而靠近C；由于空心球能屏蔽B球的电场，所以，A所在处场强为零，
故A球不受电场力，位置不变．
B
谢谢观看!
