1、靜電現(xiàn)象的應用及危害,常州市第二中學,靜電現(xiàn)象的應用及危害,加油向未來 第一季 2016-08-28期,兩位表演者為什么穿著金屬網(wǎng)衣， 閃電為什么主要發(fā)生在表演者的手指間？,認識金屬導體,金屬導體內(nèi)部的外層電子與帶正電的原子核間的相互作用比較弱，故容易脫離且在金屬內(nèi)部游離，稱為自由電子，金屬導體的整體就是由大量的在平衡位置附近做無規(guī)則熱振動的正離子和無規(guī)則熱振動的自由電子組成。,金屬導體為什么容易導電？,自由電子：無規(guī)則熱運動。,(1)自由電子將怎樣移動？,(2)自由電子在什么地方聚集？,(3)電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？,(5)導體內(nèi)部有幾種電場？,(4)感應電荷會不會產(chǎn)生電場？ 如果產(chǎn)生電

2、場，那么方向如何？,E0,A,B,C,D,E0,？,思考,把不帶電的金屬導體ABCD放入場強為E0的電場中，自由電子怎樣運動，金屬導體中會出現(xiàn)怎樣的變化？,E0,？,感應電荷在外部產(chǎn)生電場，且外部合場強不為0.,- - -,+ +,E0,E,E,E0,E內(nèi),E內(nèi)=0,E=E0,- - -,+ +,一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場,1靜電平衡,發(fā)生靜電感應的導體，當感應電荷產(chǎn)生的電場E和原電場E0在導體內(nèi)疊加為零，即E=E0時，自由電子停止定向移動，這時導體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。,任何導體在靜電場中，都會在靜電感應瞬間達到靜電平衡,B1,一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場,利用靜電感應起電機、帶有絕緣

3、支架的金屬易拉罐、靜電計、導線等實驗器材驗證處于靜電平衡的導體是一個等勢體。,一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場,兩個金屬易拉罐靠在一起，靜電計指針張開嗎？ 兩個金屬易拉罐分開，又會出現(xiàn)怎樣的情景呢？,B2,一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場,導體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面場強能否如圖所示？,X,？,E,B2,一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場,2靜電平衡的特點,（1）導體內(nèi)部的場強處處為零；,（2）整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面；,（3）導體外部表面附近任何一點的場強方向必定 與該點的表面垂直。,地球是一個極大的導體，可以認為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因

4、,二、導體上電荷的分布,靜電平衡時，導體上的電荷怎樣分布呢？,？,【想一想】（不定項選擇）如右圖表示，若水壺帶電，電荷如何分布（ ） A均勻分布 B主要分布在壺嘴 C主要分布在壺肚 D主要分布在水壺內(nèi)表面,二、導體上電荷的分布,利用靜電感應起電機、不銹鋼水壺、靜電計、帶有絕緣塑料手柄的金屬球等實驗器材探究導體上電荷的分布。,二、導體上電荷的分布,（1）導體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只分布在導體的外表面；,（2）在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大， 凹陷的地方幾乎沒有電荷。,靜電平衡時，導體上的電荷分布特點：,一頭大一頭小的導體,E大,B3,三、尖端放電,E很大,B4,【演示實驗1】兩金屬桿哪

5、一根先出現(xiàn)放電現(xiàn)象？,三、尖端放電,三、尖端放電,避雷針,尖端放電的應用與防止,燃氣灶的點火器,汽車發(fā)動機的火花塞,尖端放電會給我們的生活帶來危害嗎？,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，導致高壓設(shè)備上電能的損失。,尖端放電的應用與防止,高壓設(shè)備中導體的表面要盡量光滑， 例如變壓器、高壓電容等,通過接地放電把電荷導入大地， 例如汽車尾部拖一條鐵鏈,如何避免有害的尖端放電？,四、靜電屏蔽,閃電為什么主要發(fā)生在表演者的手指間？,兩位實驗員為什么穿著金屬網(wǎng)衣？,四、靜電屏蔽,2靜電屏蔽,空腔導體能把外電場“擋住”，空腔內(nèi)電場為0，空腔內(nèi)不受外電場的影響。,導體殼

6、或金屬網(wǎng)能保護它所包圍的區(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。,1空腔導體的特點,B5,四、靜電屏蔽,利用靜電感應起電機、金屬網(wǎng)罩、懸掛在支架下的泡沫等實驗器材驗證靜電屏蔽現(xiàn)象。,靜電屏蔽的應用,三條輸電線的上方還有兩條導線，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,有些電子器件或測量設(shè)備為了免除外部電場影響，要罩上接地的金屬罩或較密的金屬網(wǎng)罩，實行靜電屏蔽,屏蔽線,屏蔽服,四、靜電屏蔽,特斯拉線圈產(chǎn)生的閃電不能做什么？,？,課堂小結(jié),1靜電平衡導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動。 任何導體在靜電場中，都會處于靜電平衡狀態(tài)。,（1）內(nèi)部場強處處為零；,（2）整個導體是個等勢體，它的表面是等勢面；,（1）電荷只能分布在導體外表面