靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學(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)體的特征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，關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象思考與討論1、金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)有什么特點？2、將金屬導(dǎo)體放入電場E0中自由電子會怎樣運動？3、電子的聚集會導(dǎo)致什么樣的結(jié)果？導(dǎo)體的兩端帶上等量異種電荷——感應(yīng)電荷4、感應(yīng)電荷會對電場產(chǎn)生怎樣的影響，最終結(jié)果如何？感應(yīng)電荷會產(chǎn)生與原電場方向相反的電場E'最終導(dǎo)體內(nèi)部合場強為零，自由電荷不再定向移動，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。-----+++++1、靜電感應(yīng)

把金屬導(dǎo)體放在外電場E0中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動，使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場2.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)生的附加電場E`和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E`=E時，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＋－－＋3、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零（2）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直++++++++--------EE`=E，E合=0（3）達(dá)到靜電平衡狀態(tài)所需的時間很短約10-9S例1：如圖所示接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電量為Q，到球心的距離為r，該點電荷的電場在球心的場強等于多少，感應(yīng)電荷的場強等于多少？球內(nèi)合場強等于多少？QRrAoEE`6.長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在距左端R處，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的電場強度大小等于________，方向________。水平向左二、導(dǎo)體上電荷的分布在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體上的電荷怎樣分布呢？靜電平衡時，導(dǎo)體上的電荷分布有以下兩個特點:(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面(2)在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷4.如圖所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導(dǎo)體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A．用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用帶絕緣外皮的導(dǎo)線把驗電器A跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒C與B的內(nèi)壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD5.將懸掛在絕緣細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖所示，則()A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都不變B思考：如何防止雷電的危害呢？它的原理是什么？三、尖端放電三、尖端放電導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞“散”，也就是使分子中的正負(fù)電荷分離。這個現(xiàn)象叫做空氣的電離(ionization)。中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和失去電子而帶正電的離子。這些帶電粒子在強電場的作用下加速，撞擊空氣中的分子，使它們進(jìn)一步電離，產(chǎn)生更多的帶電粒子。那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫做尖端放電。二、尖端放電什么是尖端放電？導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場強空氣中殘留帶電粒子劇烈運動分子中正負(fù)電荷分開正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電電離二、尖端放電思考1：尖端放電在生活中有哪些應(yīng)用？避雷針打火機電擊器燃?xì)庠铍娮哟蚧鹧b置針尖形狀

避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。它是一個或幾個尖銳的金屬棒，安裝在建筑物的頂端，用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板連接，保持與大地的良好接觸(圖1.7-3)。當(dāng)帶電的雷雨云接近建筑物時，由于靜電感應(yīng)，金屬棒出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過尖端放電，這些電荷不斷向大氣釋放，中和空氣中的電荷，達(dá)到避免雷擊的目的。尖端放電會導(dǎo)致高壓設(shè)備上電能的損失，所以高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)該盡量光滑。夜間高壓線周圍有時會出現(xiàn)一層綠色光暈，俗稱電暈，這是一種微弱的尖端放電。3.多選）導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體內(nèi)部場強可能為0，也可能不為0B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場強大，C.電荷只分布在外表面，電場線一定和外表面處處垂直D.以上說法均不正確BC8.如圖所示，一導(dǎo)體AB放在一負(fù)電荷的電場中，導(dǎo)體AB與大地是絕緣的，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時，則：(1)比較A點和B點電場強度大??；(2)比較A、B兩端外表面電場強度大??；(3)若A端接地，AB導(dǎo)體帶什么電？(4)若把A端和B端用導(dǎo)線連接，A、B端的電荷中和嗎？-ABEA=EB=0EA>EB正電不中和------+++++++

思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗電器箔片會張開嗎?靜電屏蔽:靜電平衡時,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象.不會因為導(dǎo)體殼內(nèi)部合場強為零.靜電屏蔽現(xiàn)象+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢?

+++++思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢?該現(xiàn)象表明金屬網(wǎng)罩也能起到靜電屏蔽作用.類似事例:通訊電纜外包金屬層,電學(xué)儀器外套金屬罩.+++++E合=0四、靜電屏蔽1、理論依據(jù)：導(dǎo)體靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零。2、實現(xiàn)方式：金屬球殼、金屬網(wǎng)罩3、應(yīng)用：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，無論導(dǎo)體外部電場是怎樣的，導(dǎo)體內(nèi)部都不會有電場靜電屏蔽實質(zhì)：實質(zhì)是利用了

，使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和

，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的

作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，

為零而已．靜電感應(yīng)現(xiàn)象為零屏蔽矢量和思考:電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎樣才能保證他們的生命安全？全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等

靜電屏蔽的應(yīng)用實現(xiàn)靜電屏蔽不一定要用密封的金屬容器，金屬網(wǎng)也能起到屏蔽作用。野外高壓輸電線受到雷擊的可能性很大，所以在三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。金屬球殼可以屏蔽外電場對球殼內(nèi)部的影響，那么將帶電體放在金屬球殼內(nèi)部，球殼是否可以屏蔽帶電體對球殼外的影響？拓展+兩種屏蔽：1.導(dǎo)體屏蔽外部電場使其不影響內(nèi)部2.接地導(dǎo)體屏蔽內(nèi)部電場使其不影響外部

靜電吸附++++本節(jié)課小結(jié)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場和電荷分布1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象：處于電場中的導(dǎo)體，由于

的作用，電荷出現(xiàn)

的現(xiàn)象。電場力重新分布2．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷

的狀態(tài)。定向移動3．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)部的場強

。處處為零(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

。垂直(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個

，導(dǎo)體