高中物理 第7節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課件 新人教版選修31

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1、1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用知識回顧：知識回顧：1.1.靜電感應(yīng)：靜電感應(yīng)：金屬導(dǎo)體放在金屬導(dǎo)體放在外電場外電場E E中中, ,由于導(dǎo)體內(nèi)的自由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向由電子受電場力作用而定向移動移動, ,使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。 2.2.感應(yīng)起電感應(yīng)起電: :利用靜電感應(yīng)的方法使物體帶電的利用靜電感應(yīng)的方法使物體帶電的方法方法. .FE0 思考：思考：（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？-E 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中如果將金屬導(dǎo)體放入電場中（3）自由電子會在什么地方積聚？自由電子會在什么地方積聚？（2

2、）自由電子怎樣移動？自由電子怎樣移動？思考思考（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？- +EEE合= E -E 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中如果將金屬導(dǎo)體放入電場中（2 2）自由電子怎樣移動？）自由電子怎樣移動？（4）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（3）自由電子會在什么地方積聚？自由電子會在什么地方積聚？思考思考（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？ 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中如果將金屬導(dǎo)體放入電場中（2 2）自由電子怎樣移動？）自由電子怎樣移動？（5）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？- +EE合=0（4）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)

3、果？電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（3）自由電子會在什么地方積聚？自由電子會在什么地方積聚？電場中的導(dǎo)體電場中的導(dǎo)體（一）靜電平衡的特點（一）靜電平衡的特點1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。為零。2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。的表面是個等勢面。地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認為處于靜電地球是一個極大的導(dǎo)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。選大地做零電勢體的一個原因。3、導(dǎo)體外

4、表面處場強方向必跟該點的表面垂直。、導(dǎo)體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。 放入電場中的導(dǎo)體，最終會達到?jīng)]有電荷定向放入電場中的導(dǎo)體，最終會達到?jīng)]有電荷定向移動的狀態(tài)，這種狀態(tài)叫移動的狀態(tài)，這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài)。一、靜電平衡一、靜電平衡結(jié)論結(jié)論: :靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，其其電荷電荷只只分布在外表面。分布在外表面。（二）、導(dǎo)體上的電荷分布：（二）、導(dǎo)體上的電荷分布：法拉第圓筒實驗法拉第圓筒實驗結(jié)論結(jié)論:1.:1.靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，其其電荷電荷只只分布在外表面分布在外表面. .思考：電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是

5、怎樣思考：電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？的呢？均勻球形導(dǎo)體均勻球形導(dǎo)體結(jié)論:2.在導(dǎo)體表面在導(dǎo)體表面,越尖銳的位置越尖銳的位置,電荷的電荷的密度密度(單位面積的電荷量單位面積的電荷量)越大越大,凹陷的位置凹陷的位置幾乎沒有電荷幾乎沒有電荷.導(dǎo)體尖端附近的電場特別強，它會導(dǎo)導(dǎo)體尖端附近的電場特別強，它會導(dǎo)致一個重要的后果，就是尖端放電。致一個重要的后果，就是尖端放電。例如在導(dǎo)體尖端附近放一根點燃的蠟例如在導(dǎo)體尖端附近放一根點燃的蠟燭。當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時候，燭。當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時候，火焰就好像被風(fēng)吹動一樣朝背離尖端火焰就好像被風(fēng)吹動一樣朝背離尖端的方向偏移。這就是尖端放電引起的的

6、方向偏移。這就是尖端放電引起的后果。后果。二、尖端放電二、尖端放電在強電場作用下，物在強電場作用下，物體曲率大的地方體曲率大的地方( (如如尖銳、細小的頂端，尖銳、細小的頂端，彎曲很厲害處彎曲很厲害處) )附近，附近，等電位面密，電場強等電位面密，電場強度劇增，致使這里空度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為放電而尖端放電為電暈放電的一種，專電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象象閃電防護閃電防護 雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從

7、四條原則遵從四條原則 一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中尖端而被閃電直接擊中 二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因止因“跨步電壓跨步電壓”造成傷害所謂跨步電造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點附近，兩點間很大的電位差，壓是雷擊點附近，兩點間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠的兩點，則兩腳間便形成較大的電位差，的兩點，則兩腳間便形成較大的電位差，有強電流通過人體使人受傷害有強電流通過人體使人受傷害三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的三是不可到孤立大樹下和無避

8、雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂頭頂四是不要進水中，因水體導(dǎo)電好，易遭四是不要進水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊雷擊總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機會或蹲下，以減少遭遇雷的機會幾種幾種閱讀與思考閱讀與思考閱讀書本第閱讀書本第2626面有關(guān)靜電屏蔽的內(nèi)容，回答以面有關(guān)靜電屏蔽的內(nèi)容，回答以下問題：下問題：1.1.什么叫做靜電屏蔽？什么叫做靜電屏蔽？2.2.靜電屏蔽一定要用密封的金屬容器嗎？舉例靜電屏蔽一定要用密封的金屬容器嗎？舉例說明。說明。3.3.舉出一些靜電屏蔽的事例。舉出一些靜電屏蔽的事

9、例。四、靜電屏蔽現(xiàn)象四、靜電屏蔽現(xiàn)象flash靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用靜電屏蔽的應(yīng)用 兩位英國科學(xué)家在倫兩位英國科學(xué)家在倫敦進行一次危險的電力學(xué)敦進行一次危險的電力學(xué)表演。根據(jù)表演計劃，其表演。根據(jù)表演計劃，其中一名科學(xué)家將把另一位中一名科學(xué)家將把另一位科學(xué)家關(guān)進一個鐵籠子里，科學(xué)家關(guān)進一個鐵籠子里，然后用數(shù)百萬伏特的電流然后用數(shù)百萬伏特的電流對其進行電擊。鑒于表演對其進行電擊。鑒于表演的危險性，兩名科學(xué)家事的危險性，兩名科學(xué)家事先都買好了價值先都買好了價值12001200萬英萬英鎊的保險。鎊的保險。 英科學(xué)家將表演英科學(xué)家將表演 特技特技 觸摸百萬伏高壓電觸摸百萬伏高壓電

10、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)新聞新聞1.1.導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說法中正確的是法中正確的是 ( )( )A.A.導(dǎo)體內(nèi)部場強是導(dǎo)體內(nèi)部場強是0 0，所以電勢也是，所以電勢也是0 0B.B.電荷只分布在導(dǎo)體的表面，曲率半徑電荷只分布在導(dǎo)體的表面，曲率半徑小的地方場強大，所以電勢高小的地方場強大，所以電勢高C.C.電荷只分布在導(dǎo)體的表面，電場線一電荷只分布在導(dǎo)體的表面，電場線一定和外表面處處垂直定和外表面處處垂直D.D.以上說法均不正確以上說法均不正確C3 3、若將上題中球殼接地，電場分布又應(yīng)是、若將上題中球殼接地，電場分布又應(yīng)是哪一圖哪一圖? ?（ ） 2 2、一個不帶電的

11、空心金屬球，在它的球心處放一個正電荷，其電、一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正電荷，其電場分布是圖中的哪一個場分布是圖中的哪一個? ? （ ）BD 4.如圖，為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電）現(xiàn)將如圖，為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電）現(xiàn)將一個帶正電的小球一個帶正電的小球A放入腔中，當(dāng)靜電平衡放入腔中，當(dāng)靜電平衡時，圖中時，圖中a,b,c三點的場強大小關(guān)系是（三點的場強大小關(guān)系是（ ）A.EaEbEcB. Ea=EbEcC. Ea=Eb=EcD. EaEc EbDbca 5.長為長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左的點電荷放在與棒的左端距離為端距離為R的地方，如圖所示。達到的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？何？ RLO O+q