1、第七節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,引入新課：,1電場的重要性質(zhì)是什么？ 對放入其中的電荷有力的作用。 2金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？ 自由電子會怎樣移動(dòng)？ 金屬導(dǎo)體中原子由原子核和電子組成，離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，成為自由電子，失去這種電子的原子便成為帶正電的離子.,容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體。,導(dǎo)體容易導(dǎo)電，是由于導(dǎo)體內(nèi)部有大量可以自由移動(dòng)的電荷（比如金屬中的自由電子），絕緣體分子中的正負(fù)電荷束縛很緊，在一般情況下不能分離。,不帶電的導(dǎo)體放入電場中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?,當(dāng)E= E0 - E =0時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的合電場E為0，不再發(fā)生電荷的定向移動(dòng)，導(dǎo)體達(dá)到一種平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫做

2、靜電平衡狀態(tài)。,注意區(qū)分三個(gè)電場： E0 外電場 E感應(yīng)電荷電場 E 導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng) E= E0 - E=0 靜電平衡的必要條件,一、靜電平衡：,靜電平衡狀態(tài)：,導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng),感應(yīng)電荷產(chǎn)生的新電場與原電場處處等大而反向。,1.長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場強(qiáng)有多大？方向如何？,二、導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)的性質(zhì)：,2.導(dǎo)體表面處電場強(qiáng)度的方向都與 導(dǎo)體表面垂直.電場線在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)中斷.,1.導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度處處為零；,3.導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，它的表面是等勢面。,4.導(dǎo)體內(nèi)部處處沒有

3、未被抵消的凈剩電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。,在勻強(qiáng)電場中電場線為平行直線,靜電平衡舉例: 在勻強(qiáng)電場中放入金屬球，電場線發(fā)生彎曲,電場變?yōu)橐环蔷鶆螂妶?,研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷,現(xiàn)象:,甲:A的箔片張角逐漸增大 乙:A的箔片始終沒有張開,結(jié)論:,導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷分布在導(dǎo)體的外表面 導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集,凹陷的位置幾乎沒有電荷,為什么?,為什么?,法拉第圓筒 實(shí)驗(yàn),1.導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體外表面上.,3.表面附近電場強(qiáng)度的大小與該處表面電荷分布的面密度成正比.,2.有空腔的導(dǎo)體：設(shè)空腔導(dǎo)體帶電荷為Q，空腔內(nèi)沒有電荷時(shí)，電荷只分布在空腔導(dǎo)體的外表面.,

4、三、靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布:,帶電導(dǎo)體尖端附近電荷分布的密度很大，電場特別強(qiáng).可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即尖端放電 .,四、尖端放電現(xiàn)象介紹,導(dǎo)體尖端電荷密度大,尖端周圍電場強(qiáng),空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng),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,三，尖端放電,空氣電離,電風(fēng)實(shí)驗(yàn)介紹,應(yīng)用：避雷針,閃電防護(hù),雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則,人長得高還是一件非常痛苦的事情,一，人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中，所以：,二，人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大

5、的電勢差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害，所以：,做女人好，穿高跟鞋更好,思考：小鳥停在單根高壓線上為什么電不死?,解析：,主要原因是這么幾個(gè)方面（站在高壓線上的小鳥，是站在同一根電線上的，并聯(lián)電路） 第一， 雙腳站立時(shí)，由于小鳥兩腳間距離很短，分得的電壓也就相對很少。 第二，雙腳站立時(shí)候，相對于電線，小鳥身體電阻要大得多，尤其爪子上面有角質(zhì)層，電阻太大，相當(dāng)于電線在小鳥兩腳間形成短路，所以通過小鳥的電流很小 不過，如果鳥兒的身體同時(shí)接觸到兩根電線，或者站在電線上的鳥在不絕緣的電桿或架上磨嘴巴，就會有電流從鳥兒身上流過，使它觸電

6、身亡。正因?yàn)槿绱?，人們在高壓輸電線電桿上固定電線的鐵架與電線之間，總是隔著一個(gè)長長的絕緣瓷瓶，它既可起到保護(hù)鳥類免遭觸電的作用，又可避免由于鳥類觸電而發(fā)生的停電事故。 但是如果鳥的腳跨很長得的一段距離，電線也是有電阻的，導(dǎo)體在溫度、橫截面積、材料一定的情況下，長度越長電阻與大！當(dāng)這一長段電線的電阻比鳥兩腿之間的電阻大的時(shí)候，電流就會從鳥身上通過！但是沒有鳥能跨那么大的距離！,三，不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂 四，不要進(jìn)入水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊 總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會,閃電防護(hù),四，靜電屏蔽,由于靜電感應(yīng)，可使金

7、屬 網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強(qiáng)為 零，相當(dāng)于遮擋了外界電 場對它內(nèi)部的影響，這種 現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。,知道小鳥和人為何安然無恙了嗎?,靜電屏蔽的應(yīng)用,思考3：有線電視線與普通導(dǎo)線有什么區(qū)別？能否用普通導(dǎo)線代替有線電視專用線？,靜電屏蔽的應(yīng)用,超高壓帶電作業(yè)的工人德爾工作服要用包含金屬絲的織物制成。,三條輸電線上方還有兩根導(dǎo)線與大地相連，形成一個(gè)稀疏金屬“網(wǎng)”，將高壓線屏蔽起來。,思考4：你有沒有遇到過在家里用手機(jī)打電話信號不好的情況？為什么?,鋼筋混凝土的框架式結(jié)構(gòu)提高抗震能力的同時(shí)也對信號起到一定的屏蔽作用。,空腔導(dǎo)體不能屏蔽內(nèi)電場對外電場的影響，但接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場影響.,

8、2.屏蔽腔內(nèi)電場,如圖所示，把一個(gè)帶正電的小球放人原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi)，小球帶不帶電？,輕松練習(xí),1當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，場強(qiáng)方面的特征是（ ） A外電場E0消失 B感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E為零 C導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)E為零 D導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場強(qiáng)均為零,C,2010年高考試題,2. 請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是（） A. 電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C. 小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D. 打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn),B,3如圖5所示，一個(gè)驗(yàn)電器用金屬網(wǎng)罩罩住，當(dāng)加上水平向右的、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場時(shí)，驗(yàn)電器的箔片 （填“張開

9、”或“不張開”），我們把這種現(xiàn)象稱之為 。此時(shí)，金屬網(wǎng)罩的感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩內(nèi)部空間會激發(fā)一個(gè)電場，它的場強(qiáng) 大小為 ， 方向 。,4將原來不帶電的絕緣導(dǎo)體B移近帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體A，如1-93所示，以下說法正確的是： （ ） A導(dǎo)體B上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等 B導(dǎo)體A內(nèi)部的場強(qiáng)一定為零 C導(dǎo)體B的左端電勢比右端電勢高 D導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在它的C點(diǎn)所 形成的場強(qiáng)一定不為零,解析： A錯(cuò)導(dǎo)體B上內(nèi)部各點(diǎn)的場強(qiáng)大小為零，但是外部場強(qiáng)大小不相等 B對導(dǎo)體A內(nèi)部的場強(qiáng)一定為零。因?yàn)殡姾煞植荚谕獗?C錯(cuò)導(dǎo)體B的左端電勢和右端電勢一樣高，是等勢體 D對導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在它的C點(diǎn)所形成的場強(qiáng)一定不為零，因?yàn)樗虯

10、的電場合場強(qiáng)疊加為零。,第5題：,AC,6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(qiáng)是0，所以電勢也是0 B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場強(qiáng)大，所以電勢高 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,C,7.把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一個(gè)帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則（） A. 球殼B的空腔中場強(qiáng)處處為零。B. 球殼B不帶電。C. 球殼B的內(nèi)，外表面電勢相等。D. 球殼B的電勢為零。,解析： A錯(cuò)，空腔內(nèi)部電場不為零。 B錯(cuò)，球殼內(nèi)表面由于靜電感應(yīng)，要帶負(fù)電荷。 C對，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，是個(gè)等勢體，其上電勢處處相等。 D對，通常以大地