静电感应现象的应用精选课件.ppt

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1、关于静电感应现象的应用第一页，本课件共有34页一、静电感应现象一、静电感应现象 1 1、静电感应现象静电感应现象:导体中的导体中的自由电自由电荷荷由于受到由于受到外电场外电场的作用而的作用而重新分重新分布布的现象叫静电感应现象的现象叫静电感应现象._ _ _ _ _ _ _+第二页，本课件共有34页思考思考（1 1）将金属导体放入电场中）将金属导体放入电场中,导体内的导体内的自由电子怎样移动？自由电子怎样移动？（4 4）最终会出现怎样的现象？）最终会出现怎样的现象？E（3 3）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？（2 2）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积

2、聚？第三页，本课件共有34页0E2.静电平衡静电平衡-1 1、导体中自由电荷、导体中自由电荷在电场力作用下将发在电场力作用下将发生定向移动生定向移动.第四页，本课件共有34页-EEE2 2、导体两端出现导体两端出现感应电荷感应电荷,感应电荷感应电荷在导体中中产生反在导体中中产生反方向的附加场方向的附加场.感应电荷感应电荷.感应电场感应电场第五页，本课件共有34页0E-E-3 3、感应电荷的电、感应电荷的电场增到与外电场相场增到与外电场相等时，导体内合场等时，导体内合场强为零。自由电荷强为零。自由电荷的定向移动停止的定向移动停止.第六页，本课件共有34页 静电平衡静电平衡 发生静电感应的导体，当

3、感应电荷产生的发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场附加电场EE和原电场和原电场E E在导体内叠加为零，在导体内叠加为零，即即E=EE=E时，自由电子停止定向移动，这时时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。导体所处的状态叫静电平衡状态。EEEE合=0第七页，本课件共有34页2、静电平衡状态静电平衡状态:导体表面和内部导体表面和内部电荷停止定向移动电荷停止定向移动的状态。的状态。3 3、处于静电平衡状态导体的特点：、处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零（2 2）整个导体是一个等势体，表）整个导体是一个等势体，表面是一个等

4、势面面是一个等势面第八页，本课件共有34页思考思考：导体处于静电平衡状态时，导体处于静电平衡状态时，其表面场强能否如图所示？其表面场强能否如图所示？+-E第九页，本课件共有34页+-E 结论结论：导体处于静电平衡状态导体处于静电平衡状态时，时，其外部表面附近任何一点的场其外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直强方向跟该点的表面垂直。第十页，本课件共有34页处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零（2 2）整个导体是一个等势体，表）整个导体是一个等势体，表 面是一个等势面面是一个等势面（3 3）导体外部电场线与导体表

5、面垂直）导体外部电场线与导体表面垂直第十一页，本课件共有34页导体上电荷的分布导体上电荷的分布法拉第圆筒法拉第圆筒实验实验初态初态：B B带电，带电，A A不带电不带电第十二页，本课件共有34页处于静电平衡状态导体的特点：处于静电平衡状态导体的特点：（1 1）导体内部的场强处处为零）导体内部的场强处处为零（2 2）整个导体是一个等势体，表）整个导体是一个等势体，表 面是一个等势面面是一个等势面（3 3）导体外部电场线与导体表面垂直）导体外部电场线与导体表面垂直（4）电荷只能分布在外表面上，在导体的电荷只能分布在外表面上，在导体的外表面，越尖锐的位置电荷密度越大，外表面，越尖锐的位置电荷密度越大

6、，凹陷处几乎没有电荷。凹陷处几乎没有电荷。第十三页，本课件共有34页尖端放电尖端放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子电场特别强，会把空气分子“撞散撞散”，使分，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的电荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和

7、，这相当于导体从尖端失去电荷上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。这个现象叫尖端放电。第十四页，本课件共有34页尖端放电尖端放电尖端放电的原理有何应用？尖端放电的原理有何应用？避雷针是利用尖端放电避免雷击的一避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施种设施第十五页，本课件共有34页避雷针避雷针第十六页，本课件共有34页（1 1）避雷针的原理：避雷针的原理：带正（负）电的云带正（负）电的云层靠近避雷针时，因同种电荷相互排斥，层靠近避雷针时，因同种电荷相互排斥，异种电荷相吸引，电子由大地流向避雷针异种电荷相吸引，电子由大地流向避雷针尖端（电子由避雷针尖端流向大地），避尖端（电子

8、由避雷针尖端流向大地），避雷针上端留下异种电荷，当电荷积累到一雷针上端留下异种电荷，当电荷积累到一定程度时，通过尖端放电，逐渐中和云层定程度时，通过尖端放电，逐渐中和云层中的电荷。中的电荷。（2 2）为了更好的应用尖端放电原理中和云层为了更好的应用尖端放电原理中和云层中的电荷，避雷针的上端做成几股针尖状中的电荷，避雷针的上端做成几股针尖状3.3.避雷针避雷针第十七页，本课件共有34页第十八页，本课件共有34页尖端放电尖端放电导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端周围电场强尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动空气电离空气电离正负电荷奔向异种电荷正负电荷奔向异种电荷

9、尖端失去电荷尖端失去电荷尖端放电尖端放电应用应用:避雷针避雷针第十九页，本课件共有34页-+思考思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?静电屏蔽静电屏蔽:静电平衡时静电平衡时,空心导体壳可保护其空心导体壳可保护其内部区域不受外电场影响的现象内部区域不受外电场影响的现象.不会不会 因为导体壳内部合场强为零因为导体壳内部合场强为零.静电屏蔽静电屏蔽第二十页，本课件共有34页因场源电荷产生的电场与导体球壳因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，为零，达到静电平衡状态，对内对内实实现了屏蔽，其内部

10、区域不受外电场现了屏蔽，其内部区域不受外电场影响影响对内静电屏蔽对内静电屏蔽第二十一页，本课件共有34页静电屏蔽的另一种形式静电屏蔽的另一种形式金属罩金属罩接地接地后，后，地上的自由电地上的自由电子，沿导线向上移动子，沿导线向上移动，把金属，把金属罩外部的正电荷中和，结果，罩外部的正电荷中和，结果，小球的电场被控制在金属罩的小球的电场被控制在金属罩的内部，外部不再受影响。内部，外部不再受影响。第二十二页，本课件共有34页当空腔接地时，外表面的感应电荷将当空腔接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，因接地传给地球，外部电场消失，对对外外起到屏蔽作用，起到屏蔽作用，外部不再受腔内电

11、外部不再受腔内电场的影响场的影响对外静电屏蔽对外静电屏蔽第二十三页，本课件共有34页例例1.1.在图所示的实验中，验电器的金属箔会在图所示的实验中，验电器的金属箔会张开的是：（张开的是：（）QQQABC金金 属属网网绝缘底座绝缘底座地面地面BA A图属于内屏蔽，图属于内屏蔽，C C图属于外屏蔽。图属于外屏蔽。注意观察：注意观察：B B图和图和C C图不同。金属网罩一个接图不同。金属网罩一个接地，一个不接地。地，一个不接地。第二十四页，本课件共有34页超高压带电作业的工人穿戴的工作服，超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。是用包含金属丝的织物制成的。第二十五页，本课件共有

12、34页3 3、三条输电线的上方还有两条导线，与大地、三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。蔽起来，免遭雷击。静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用第二十六页，本课件共有34页1 1关于静电平衡，下列说法中正确的是关于静电平衡，下列说法中正确的是 A A当导体达到静电平衡时，导体上任意两当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等点间的电势一定相等 B B当导体达到静电平衡时，其外表面附近的当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直电场方向一定与导体的表面垂直 C C绝缘体也有静电平衡

13、状态绝缘体也有静电平衡状态 D D达到静电平衡时，电荷分布在导体的达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面外表面ABD第二十七页，本课件共有34页2 2具有一定厚度的空心金属球壳的球心具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面中的四个图位置处放一正电荷，下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是合实际情况的是()第二十八页，本课件共有34页3 3为一空腔球形导体为一空腔球形导体(不带电不带电)，现将一个带正电的小金属，现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，球放入腔中，当静电平衡时，图中图中A A、B B、C C三点的场强三点

14、的场强E E和电和电势势的关系是：（的关系是：（)QABcD D第二十九页，本课件共有34页4 4：如图所示接地金属球：如图所示接地金属球A A的半径为的半径为R R，球外点，球外点电荷的电量为电荷的电量为Q Q，到球心的距离为，到球心的距离为r r，该点电，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？感应电荷荷的电场在球心的场强等于多少？感应电荷在球心的场强多大？方向如何？在球心的场强多大？方向如何？QRrA注意：注意：E E、EE和和E E合合的的区别区别E E由外电场决定，由外电场决定，E=EE=E，E E合合=0=0oE E是点电荷是点电荷Q Q产生的电场（即外产生的电场（即外电场），电场），

15、EE是感应电荷产生的是感应电荷产生的电场（附加场），电场（附加场），E E合合是两个电是两个电场叠加后的合电场场叠加后的合电场第三十页，本课件共有34页5 5：带电量分别为：带电量分别为+Q+Q和和-Q-Q的两个点电荷相距为的两个点电荷相距为r r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点在两点电荷连线中点O O处产生的场强大小为多大处产生的场强大小为多大？方向怎样？方向怎样？+Q-QO方向水平向左方向水平向左第三十一页，本课件共有34页6.6.如图所示，一个原

16、来不带电的如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个小孔，中空金属球壳，上开一个小孔，若将一个带负电的小球放入且不若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球壳外表面带与球壳接触，则球壳外表面带_电，内表面带电，内表面带_电；电；若用手接触一下球壳后球壳内表若用手接触一下球壳后球壳内表面带面带_电，外表面电，外表面_；正正负负正正不带电不带电第三十二页，本课件共有34页3 3避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是A A云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B B避避雷雷针针的的尖尖端端向向云云层层放放电电，中中和和了了云云层层中中的的电荷电荷C C云云层层与与避避雷雷针针发发生生摩摩擦擦，避避雷雷针针上上产产生生的的电荷被导入大地电荷被导入大地D D以上说法都不对以上说法都不对带带电电荷荷的的云云层层靠靠近近避避雷雷针针时时，在在避避雷雷针针尖尖端端感感应应出出与与云云层层相相反反的的静静电电，达达到到一一定定程程度度就就向向空空中中放放电电，中中和和云云层层中中的的电电荷荷，从从而而避避免免遭遭受受雷雷击，击，第三十三页，本课件共有34页感感谢谢大大家家观观看看第三十四页，本课件共有34页