1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用自主預(yù)習(xí)重點探究課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練選修3-1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特性；2.了解靜電平衡時帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點；3.了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象。1自主預(yù)習(xí)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場和電荷分布1.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中(包括表面上)

的狀態(tài).2.靜電平衡狀態(tài)的特征：(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場

.(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，外部表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面

.(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個

，導(dǎo)體的表面為

.3.導(dǎo)體上電荷的分布：(1)導(dǎo)體

沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的

.沒有電荷定向移動處處為0垂直等勢體等勢面內(nèi)部表面(2)在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)

，______的位置幾乎沒有電荷.越大凹陷二、尖端放電和靜電屏蔽1.空氣的電離：導(dǎo)體尖端電荷

很大，附近的電場很強，強電場作用下的帶電粒子劇烈運動，使分子中的正負(fù)電荷

的現(xiàn)象.2.尖端放電：與導(dǎo)體尖端異號的粒子，由于被

，而與尖端上電荷

，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端

的現(xiàn)象.尖端放電的應(yīng)用與防止：(1)應(yīng)用：

是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施.(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量

會減少電能的損失.密度分離吸引中和失去電荷避雷針光滑3.靜電屏蔽：金屬殼(網(wǎng))內(nèi)電場強度保持為

，外電場對殼(網(wǎng))內(nèi)的儀器不會產(chǎn)生影響的作用叫做

.靜電屏蔽的應(yīng)用：電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連.0靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。

把不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到電場強度為E0的電場中，結(jié)果如何呢？E02知識點一靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體

------置于電場中的導(dǎo)體，自由電荷受電場力作用，將發(fā)生定向移動。EE

-----在導(dǎo)體兩端，積聚等量異種電荷，即靜電感應(yīng)現(xiàn)象。E

-----E′感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場E′，與原電場疊加。只要內(nèi)部合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。當(dāng)E′=E時，內(nèi)部合場強為零，電荷不再發(fā)生定向移動。E

-----E′=E靜電平衡：發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E′和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，自由電子停止定向移動，這時導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E′E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋[總結(jié)]

1.靜電平衡的實質(zhì)：金屬導(dǎo)體放到場強為E0的電場中，金屬中的自由電荷在靜電力作用下定向移動導(dǎo)致導(dǎo)體一側(cè)聚集負(fù)電荷，而另一側(cè)聚集正電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的電場，導(dǎo)致合場強減小。當(dāng)感應(yīng)電荷繼續(xù)增加，合場強逐漸減小，合場強為零時，自由電荷的定向移動停止。2.對靜電平衡的理解 (1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動的結(jié)果，達(dá)到靜電平衡時，自由電荷不再發(fā)生定向移動。 (2)金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。 (3)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部場強處處為零，是指外電場E與導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E′的合場強為零，E′＝－E。BC【歸納總結(jié)】求解感應(yīng)電荷的電場強度的方法——轉(zhuǎn)化為外電場的電場強度。導(dǎo)體處于靜電平衡時，內(nèi)部電場強度處處為零，即感應(yīng)電荷的電場與外電場的電場強度的矢量和為零。即在導(dǎo)體內(nèi)任一點，感應(yīng)電荷的電場強度與外電場的電場強度大小相等、方向相反。據(jù)此，只要求出外電場的電場強度，也就求出了感應(yīng)電荷的電場強度。2知識點二導(dǎo)體上電荷的分布靜電平衡時，導(dǎo)體上的電荷分布有：(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體表面，內(nèi)部沒有凈電荷.(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電荷量相等，近異遠(yuǎn)同，如圖甲所示.(3)凈電荷在導(dǎo)體表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示.甲乙例2.長為l的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為＋q的點電荷放在距棒左端R處，如圖所示.當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點P處產(chǎn)生的電場強度大小等于

，方向為

.向左2知識點三尖端放電1.空氣的電離強電場使空氣分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象叫作空氣的電離。2.尖端放電在強電場作用下，物體尖端部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象稱為尖端放電。3.尖端放電的應(yīng)用針尖形狀避雷針1.空腔導(dǎo)體的特點空腔導(dǎo)體能把外電場擋住，空腔內(nèi)沒有電場，空腔內(nèi)不受外電場的影響。2.靜電屏蔽導(dǎo)體殼（金屬網(wǎng)罩）能保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。3.靜電屏蔽現(xiàn)象2知識點四靜電屏蔽靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽的應(yīng)用【要點歸納】(1)靜電屏蔽的實質(zhì)：靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零而已。(2)靜電屏蔽的兩種情況①導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部如圖，把驗電器靠近帶電體，箔片會張開，但如果把驗電器置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)，再靠近帶電體，箔片不再張開，說明網(wǎng)罩內(nèi)不受外電場的影響。②接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場影響不到導(dǎo)體外部如圖，如果一封閉的導(dǎo)體球殼內(nèi)部空間有一點電荷+q。由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷，其電場線分布如圖甲所示；當(dāng)把導(dǎo)體球殼接地后，+q在殼內(nèi)的電場對外部空間就沒有影響了，此時的電場線分布如圖乙所示。例3.帶電體外套一導(dǎo)體球殼，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體球殼外電場可以影響殼內(nèi)電場，而導(dǎo)體球殼內(nèi)的電場不影響殼外電場；B.在外球殼接地的情況下，殼內(nèi)、外電場互不影響；C.殼內(nèi)、外電場總是相互影響；D.殼內(nèi)、外電場總是互不影響。B例4.如圖所示，將懸在絕緣細(xì)線上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼B內(nèi)(與內(nèi)壁不觸)．外加一個水平向右的場強為E的勻強電場，對于最后的結(jié)果，下列判斷正確的是(

)A.B的右端帶正電，A向左偏B.B的右端帶正電，A不偏左也不偏右C.B的左端帶正電，A向右偏D.B的左端帶負(fù)電，A不偏左也不偏右BD3課堂訓(xùn)練1.

一個帶電的金屬球，當(dāng)它帶的電荷量增加后(穩(wěn)定)，其內(nèi)部的電場強度(

)A.一定增強 B.不變C.一定減弱 D.可能增強，也可能減弱解析：靜電平衡，則內(nèi)部電場強度為零，電荷量增加，瞬間再次平衡，使電場強度仍為零。答案：B2.

如圖所示，將一個帶正電的小球Q放在本身不帶電的枕形導(dǎo)體AB靠近A端一側(cè)，由于靜電感應(yīng)，枕形導(dǎo)體的A、B兩端分別出現(xiàn)“-”“+”感應(yīng)電荷。則以下說法中正確的是(

)A.A端接一下地，導(dǎo)體將帶正電荷B.A端接一下地，導(dǎo)體將帶負(fù)電荷C.枕形導(dǎo)體的A端電勢低，B端電勢高D.導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場強度為零解析：將枕形導(dǎo)體接地，則枕形導(dǎo)體帶負(fù)電，故A項錯，B項對；枕形導(dǎo)體處在靜電平衡狀態(tài)，是一個等勢體，A端與B端的電勢相等，故C項錯；小球Q和枕形導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在枕形導(dǎo)體內(nèi)部的合電場強度為零，故D項錯。答案：B4.

如圖所示為空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔內(nèi)，靜電平衡時，圖中A、B、C三點的電場強度E和電勢φ的關(guān)系是(

)A.EA>EB>EC，φA>φB>φCB.EA=EB>EC，φA=φB>φCC.EA=EB=EC，φA=φB>φCD.EA>EB>EC，φA>φC>φB解析：畫出系統(tǒng)靜電平衡后，空腔導(dǎo)體上感應(yīng)電荷與導(dǎo)體內(nèi)外的電場線的分布圖如圖所示，從圖中可以看出：EA>EB>EC(C點在導(dǎo)體內(nèi)部合電場強度為零)，又因從無限遠(yuǎn)處