(共31张PPT)
1.7静电现象的应用
金属导体的微观结构如何？
金属导体中存在自由移动
的电子。
把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为Eo的电场中，结果如何呢？
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0
E
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-
1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.
E'
E'
E'
2、 导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生与原电场反向的感应电场.
0
E
-
-
-
E'
-
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-
3、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止 .
0
E
-
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-
-
-
-
E=0
4、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态.
静电平衡
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场E`和原电场E在导体内叠加为零，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
E
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
E`
E
－
－
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
E合=0
＋
－
－
＋
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。
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。
练习
当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是：( )
A.外电场E0消失。
B.感应电荷产生的电场E'为零。
C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。
D.导体表面和内部场强均为零。
C
法拉第圆筒实验
结论:
平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面.
二、导体上的电荷分布：
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
应用：避雷针
三、尖端放电
尖端放电的原理是什么？
导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。
尖端放电的原理有何应用？
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫尖端放电。
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
闪电防护
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，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情．
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．
第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．
第四是不要进水中，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．
闪电防护
四、静电屏蔽现象
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+
+
+
+
+
+
+
思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗
静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其
内部区域不受外电场影响 的现象.
不会 因为导体壳内部合场强为零.
静电屏蔽实验
两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。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。
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
1、如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢的靠近时，下列说法正确的是（ ）
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点产生的的场强
D、导体的感应电荷在M、N两点产生的的场强相等
M
B
A
N
P
2、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？
R
L
O
+q
答：
达到静电平衡后导体内部处处场强为零
则 E感＝E源＝k
(R+L/2)2
E感方向与E源方向相反，即指向点电荷+q.
q
3、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
4、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(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
BCD
3．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( )
A．当＋Q在球壳中央时，E＝0
B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零
C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0
D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E一定为零
D
5、一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 ( )
B
6、如图所示，一带正电的绝缘金属球壳A，顶部开孔，有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接，让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到如图所示的位置，C球放在A球壳外离A球较远，待静电平衡后，正确的说法是 ( )
A．B、C球都带电
B．B球不带电，C球带电
C．让C球接地后，B球带负电
D．C球接地后，A球壳空腔中场强为零
BC
7、有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示，则B球上电量为＿＿＿＿C，A球上电荷量为＿＿＿＿C，分布在＿＿＿＿。
0
2X10-6
外表面
8、如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距L。如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r＜L)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小＿＿＿＿ 方向＿＿＿＿。
12KQ/L2
B A
本节主要学了以下几个问题：
1．静电平衡状态下导体的电场
学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点
2．导体上电荷的分布
（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，电荷的密度越大。
3．尖端放电
了解了尖端放电现象及其应用。
4．静电屏蔽
了解了静电屏蔽现象及其应用。
