静电的防止与利用 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、第第4 4节节 静电的防止与应用静电的防止与应用问题问题1、金属导体的微观结构如何？、金属导体的微观结构如何？金属导体中存在自由移动的电子。金属导体中存在自由移动的电子。金属导体中存在自由移动的电子。金属导体中存在自由移动的电子。问题问题2、把不带电的金属导体放到电场强、把不带电的金属导体放到电场强度为度为E的电场中，结果如何呢？的电场中，结果如何呢？-E-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.EEE2 2、导体两端出现感应导体两端出现感应电荷电荷,感应电荷在导体中感应电荷在导体中中产生与原电场反向的中产生与原电场反向的感应电场感应电场

2、.E-E-3 3、感应电荷的电场增到、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的合场强为零。自由电荷的定向移动停止定向移动停止.E-E合合=04 4、静电平衡：导体、静电平衡：导体中无电荷定向移动中无电荷定向移动的状态的状态,就叫静电平就叫静电平衡状态衡状态.静电平衡静电平衡 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场E E和原电场和原电场E E在导体内叠加为零，自由电子停止定在导体内叠加为零，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。向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。EEEE合=0一、静电平

3、衡的特点一、静电平衡的特点1 1、处于静电平衡状态下的导体，、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强内部的场强处处为零处处为零。2 2、处于静电平衡状态的、处于静电平衡状态的整个导体是个整个导体是个等势体等势体，它的表面是个等势面。，它的表面是个等势面。地球是一个极大的导体，可以认为处于地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。我们可以选大地做零电势体的一个原因。3 3、导体外表面处场强方向必跟该点的、导体外表面处场强方向必跟该点的表面表面垂直垂直。法拉第圆筒实验 1 1、平衡时导体内部没有电

4、荷，其电荷只分布在外表面、平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面.二、导体上的电荷分布二、导体上的电荷分布均匀球形导体均匀球形导体2 2、在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越大、在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越大.三、尖端放电三、尖端放电1、原理、原理 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，也就是使分子中的正负电荷分离。气中的气体分子撞散，也就是使分子中的正负电荷分离。这种现象叫这种现象叫电离电离。2、应用、应用

5、 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离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异种电荷，相互吸引而奔子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫尖端放电尖端放电。避雷针、煤气灶、电火花打点计时器等避雷针、煤气灶、电火花打点计时器等避雷针是保护建筑物免遭雷击的一种设施，其原理避雷针是保护建筑物免遭雷击的一种设施，其原理是什么？是什么？应用：避雷针应用：避雷针0E-E=0静电平衡：导体中静电平衡：导体中无电荷定向移动的无电荷定向移动的状态状态,就叫静电平衡就叫静电平

6、衡状态状态.四、静电屏蔽现象四、静电屏蔽现象1.定义：定义：金属壳或金属网的空金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，腔内不受外界电场的影响，壳内的电场强度为壳内的电场强度为0，外电场，外电场对壳内的仪器不会产生影响，对壳内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫做静电金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。屏蔽。四、静电屏蔽现象四、静电屏蔽现象2 2、原理：空腔导体内部电场强度处处为、原理：空腔导体内部电场强度处处为0.0.-+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

7、内部区域不受外电场影响 的现象的现象.不会不会 因为导体壳因为导体壳内部合场强为零内部合场强为零.静电屏蔽实验静电屏蔽实验2 2、静电屏蔽的应用、静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是A.A、B两点电场强度相等，且都不为零B.A、B两点的电场强度不相等C.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EAEBD.当开关S闭合后，A、B两点的电场强度不为零例1CC 矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是针对训练A A 一个带绝缘底座的空心金属

8、球A带有4108 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2108 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B所带电荷量分别为A.QA1108 CQB1108 CB.QA2108 CQB0C.QA0QB2108 CD.QA4108 CQB2108 C例2B B (2021浙江6月选考)如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是A.探测发射台周围风力的大小B.发射与航天器联系的电磁波C.预防雷电击中待发射的火箭D.测量火箭发射过程的速度和加速度例3CC 下列关于静电屏蔽实验的说法正确的是A.甲图中验电器的金属箔张开B.乙图中验电器的金属箔不会张开C.丙图中验电器的金属箔不会张开D.甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开例4D D