人教版高二物理选修3-1第一章第7节静电现象的应用
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人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用(共19张PPT)
• 解析：
• B项：B接触A的内表面，A的部分正电荷到
四 B再通过导线到C，此时ABC构成等势体，
、 但是由于B在A内部，所以并不带电，此时
课 时
带正电荷的是A的外表面和C！再将B离开A， 只要不拿到A的外面，这个过程中电荷不会 移动，因为系统还是平衡的。
训 练
•
C项：球接地后，接地相 当于无穷远端，此时BC和
放电。而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气
电离而产生气体放电的现象。
3.尖端放电的应用——避雷针
二 、 导体尖端电荷密度大 静 电 尖端周围电场强 现 象 空气电离 的 应 尖端放电 用
（二）静电屏蔽
二 、
1.空腔导体的特点:
静 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，
电 空腔内不受外电场的影响。
第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
A
带电圆筒
复习：
• 电场强度、电场叠加原理 • 电势、电势差、等势面？ • 电势差跟电场强度之间的关系？
(一）静电平衡状态下导体的电场
一 、
1、静电感应:
(1)置于电场中的导体， 自由电荷受电场力作
静 用，将发生定向移动。
电 (2)静电感应：在导体两
平端，积聚等量异种电荷。 -
四 在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电
、 课
荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( )
D
时 A、当＋Q在球壳中央时，E＝0
训 B、不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 练 C、只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0
D、只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处， E一定为零
• 练习5：
如图所示，一带正电的绝缘金属球壳A，顶
人教版高中物理选修3-1 第一章第7节静电现象的应用(共29张PPT)
• 思考2：验电器或静电计金属杆上端为什么固 定一个金属球而不做成针尖形状？
避雷针
避雷针：避雷针是针状金属 物,装在建筑物的顶端,用粗导 线与埋在地下的金属板相连, 以保持与大地的良好接触.当 带电云层接近时，大地中的 异种电荷被吸引到避雷针的 尖端，并由于尖端放电而释 放到空气中，与云层中的电 荷中和，达到避雷的目的.
1.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中 正确的是 ( C )
A.导体内部场强是0，所以电势也是0
B.电荷只分布在外表面，曲率半径小的地方 场强大，所以电势高
C.电荷只分布在外表面，电场线一定和外表 面处处垂直
D.以上说法均不正确
• ２.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地， 将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但 不与B发生接触，达到静电平衡后，则（ ＣＤ ）
3、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将 一个带正电的小球A放入腔中，当静电平衡 时，图中a,b,c三点的场强大小关系是（ D ）
A.Ea>Eb>Ec B. Ea=Eb>Ec C. Ea=Eb=Ec D. Ea>Ec> Eb
b
a
c
思考：abc三点电势有什么关系？ Фa >Фb> Фc
• A．外电场E0消失 • B．感应电荷产生的电场E′为零 • C．导体内部的合场强E为零 • D．导体表面和内部的合场强均为零
• 2．将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝 缘导体A，如1-93所示，以下说法正确的是： （ＢＤ ）
• A．导体B上各点的场强大小相等 • B．导体A内部的场强一定为零 • C．导体B的左端电势比右端电势高 • D．导体B上的感应电荷在它的C点所 • 形成的场强一定不为零
人教版高中物理选修3-1课件：第1章 第7节 静电现象的应用
想一想 处于静电平衡状态下的导体,内部的电场处处为0,是不是外部的电场也为0? 答案:不是,外部有原来的电场. 二、导体上电荷的分布 阅读教材第25页“导体上电荷的分布”部分,大致说出分布的两个特点. 1.处于静电平衡状态的导体,内部没有电荷,电荷只分布在 . 2.在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) , 的位置几乎没有电荷. 想一想 若没有外部电场,导体上的电荷也只分布在导体的表面吗? 导体的外表面 答案:是的.由于同种电荷间的排斥,所有电荷都会被“挤”到外表面. 越大 凹陷
【思考与讨论2】 导体两面聚集的正负电荷对导体内部空间的电场会有哪些影响? 教师暂不提问,放开让学生自由发挥演讲.最后,教师对照图(丙)和(丁),从以下几方 面整理思维过程. (1)导体两面聚集的正负电荷会产生怎样新的电场E′?不断聚集的正负电荷会使新 电场E′的大小如何变化?E′与E0叠加的矢量和是增强还是减弱? (2)新电场E′的大小会超过E0吗?自由电子会永远向左移动吗?最终,导体内部各点 的合电场大小为多少? 答案: (1)聚集的正负电荷产生与E0方向相反的新电场E′.E′是增大的.E′与E0叠加 的矢量和是减弱的. (2)E′的大小不会超过E0,自由电子不会永远向左移动,导体内部各点的合电场最终 为零. 【教师总结】 当导体内的自由电子不再发生定向移动时,导体达到静电平衡状态. 处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.
第7节 静电现象的应用
(教师参考) 一、教学目标 知识与技能 1.知道静电感应产生的原因,理解什么是静电平衡状态 2.理解静电平衡时,电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零 3.知道静电屏蔽及其应用 过程与方法 通过分析静电感应产生的原因,使学生理解静电平衡状态 情感态度与价值观 通过本节的学习,使学生关心自然现象,并利用所学知识适应自然、利用自然规律 为社会服务
2016-2017学年高二物理人教版选修3-1课件：第一章第7节 静电现象的应用
2. (多选)如图所示，在绝
缘板上放有一个不带电的金箔验电器 A 和一个带正电荷的空腔导体 B.下列实验 方法中能使验电器箔片张开的是( BCD ) A．用取电棒 C(带绝缘柄的导体棒)先跟 B 的内壁接触一下后再 跟 A 接触 B．用取电棒 C 先跟 B 的外壁接触一下后再跟 A 接触 C．用绝缘导线把验电器 A 跟取电棒 C 的导体部分相连，再把 取电棒 C 与 B 的内壁接触 D．使验电器 A 靠近 B
2．“整体观”法：当两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导 线连接时，就可把它们看做是一个大导体，再用“远近观”判断 它们的带电情况，如有些问题所提到的“用手触摸某导体”其实 就是导体通过人体与大地构成一个大导体．不要认为导体内部没 有电荷，用导线连接带电体内部时，小球 Q 就不带电，其实它 们连接后就已成为一个整体，故小球通过导线得到了电荷，如图 乙所示．
AB 是长为 L 的金属杆，P1、P2 是位于 AB 所在直线上的 两点，位置如图所示，在 P2 点有一个带电量为＋Q 的点电荷， 试求出金属杆上的感应电荷在 P1 点产生的场强大小和方向．
[解题探究] 处于静电平衡状态的导体 AB 内部场强为 0 的本质 是哪两个电场强度等大反向？
[解析] 由于金属杆处于静电平衡状态，P1 点的合场强为零，因
1．(1)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动．( ) (2)静电平衡时导体内部场强为零．( ) (3)静电平衡时导体电势为零．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)×
二、导体上电荷的分布
静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点： 1．导体内部__没__有__电荷，电荷只分布在导体的__外__表__面__． 2．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度__越__大__，凹陷的位 置几乎_没__有___电__荷__．
人教版高中物理选修3-1 第1章-第7节-静电现象的应用(课件)(共23张PPT)
外的 M 、 N 两点分别放置一个电荷量为+Q 的点电 荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一 水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感 应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验 电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网 罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于 静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通 讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返 回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围 形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产
生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响 如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验 电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网 罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于 静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场 线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳 外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节
人教版高中物理选修3-1第一章第7节静电现象的应用
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作1．导体处于静电平衡，下列说法正确的是()A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不正确解析：导体处于静电平衡，导体内部不是没有电场，而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零，但两场强仍然存在，故A错；对于B，不能说没有电荷，净电荷只分布在外表面上，自由电子和正电荷仍存在，只是显中性，故B错；对于C，导体内部的电荷(电子与正电荷)的热运动仍然存在，故C错。
答案：D2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是()A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套解析：飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量静电荷，降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患，因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电会给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中安全措施之一就是使车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全。
答案：AB3. 如图1所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。
在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()A．导体腔内任意点的场强B．导体腔内任意点的电势图1C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量解析：静电平衡状态下的导体内部场强为零，且内表面不带电，故A、D正确；由于导体接地，故整个导体的电势为零，B正确。
答案：ABD4. (2011·广东高考)图2为静电除尘器除尘机理的示意图。
尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。
下列表述正确的是()A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由集尘极指向放电极图2C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力与电场方向相反，A、C错。
高中物理选修3-1第一章第七节 静电现象的应用
E
一、静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态.
二、静电平衡状态下导体电场的特点:
1. 内部场强处处为零。 2.导体是等势体,表面为等势面。 3.导体表面任意一点的场强方向与该点的表面垂直。
三、静电平衡时导体上电荷分布的特点：
1.导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面 2.在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。
一、静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态. 二、静电平衡状态下导体电场的特点:
1. 内部场强处处为零。 2.导体是等势体,表面为等势面。 3.导体表面任意一点的场强方向与该点的表面垂直。
三、静电平衡状态下导体电荷分布的特点：
1.导体内部没有电荷（净电荷）,电荷只分布在导体的外表面。 说明：导体内部没有净电荷，但仍有自由电荷。
③A球的电荷分布在＿A＿的＿外＿表_面___。
1．有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正电 荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10－6C的 负电荷，若把B 球跟A 球的内壁相接触，如图所
示，则:
①B 球上电量为_______C; ②A 球上电荷量为＿2X__1_0_-6_C，
③A球的电荷分布在＿A＿的＿外＿表_面___。
1. 内部场强处处为零。
-
-
E
-
-
说明：不一定要密封容器， 金属网也可以。
雷电交加坐在汽车里是安全的
形成稀疏 的金属 “网”
通讯电缆外，裹有铅皮
主要是外界的电磁杂波干扰。
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。
1. 如图所示,一个长方体金属盒原来不带电,现将一个带 电荷量为+Q的点电荷放在盒左边附近,达到静电平衡 后,盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况 正确的是( )
一、静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态.
二、静电平衡状态下导体电场的特点:
1. 内部场强处处为零。 2.导体是等势体,表面为等势面。 3.导体表面任意一点的场强方向与该点的表面垂直。
三、静电平衡时导体上电荷分布的特点：
1.导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面 2.在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。
一、静电平衡状态：导体中无电荷定向移动的状态. 二、静电平衡状态下导体电场的特点:
1. 内部场强处处为零。 2.导体是等势体,表面为等势面。 3.导体表面任意一点的场强方向与该点的表面垂直。
三、静电平衡状态下导体电荷分布的特点：
1.导体内部没有电荷（净电荷）,电荷只分布在导体的外表面。 说明：导体内部没有净电荷，但仍有自由电荷。
③A球的电荷分布在＿A＿的＿外＿表_面___。
1．有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正电 荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10－6C的 负电荷，若把B 球跟A 球的内壁相接触，如图所
示，则:
①B 球上电量为_______C; ②A 球上电荷量为＿2X__1_0_-6_C，
③A球的电荷分布在＿A＿的＿外＿表_面___。
1. 内部场强处处为零。
-
-
E
-
-
说明：不一定要密封容器， 金属网也可以。
雷电交加坐在汽车里是安全的
形成稀疏 的金属 “网”
通讯电缆外，裹有铅皮
主要是外界的电磁杂波干扰。
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。
1. 如图所示,一个长方体金属盒原来不带电,现将一个带 电荷量为+Q的点电荷放在盒左边附近,达到静电平衡 后,盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况 正确的是( )
高中物理选修3-1人教版1-7 静电现象的应用
将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的金 属空心球 C 内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负 电的小球 B 向 C 靠近，如图所示，于是有( )
A．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 B．A 的位置不变，B 向右偏离竖直方向 C．A 向左偏离竖直方向，B 的位置不变 D．A 和 B 的位置都不变
案例：如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方 有一带正电的点电荷 Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球 (可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度 v0 向右运动， 在运动过程中( )
A．小球做先减速后加速运动 B．小球做匀速直线运动 C．小球受到的电场力先做负功后做正功 D．小球受到的电场力做功为零
(2012·威海模拟)如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站 在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是( )
A．鸟的脚爪与金属架绝缘 B．鸟与笼电势相同，无电势差 C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D．起电机使笼带电，笼的电势不会很高
答案：BC
解析：由于金属鸟笼的静电屏蔽作用，使得鸟笼内部场 强为零，电荷分布在笼的外表面，C 正确；处于静电平衡状 态的鸟笼是一个等势体，其上各点电势都相等，故 B 正确； 鸟的脚爪与金属架不是绝缘的，A 错误；起电机使鸟笼带电， 电势可以达到很高，D 错误。
外部电场 影响的现象。 2．应用：电学仪器外面有 金属壳 ，野外高压线上方还
有 两条导线 与大地相连，都是利用静电屏蔽现象消除外电 场的影响。
尖端放电
1.定义：由于导体尖端的 电荷密度 很大，其附近电场 很强 ，使得空气电离与尖端上的电荷 中和 ，这相当于导 体从尖端失去电荷，这个现象叫尖端放电。
第一章
静电场
第七节 静电现象的应用
A．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 B．A 的位置不变，B 向右偏离竖直方向 C．A 向左偏离竖直方向，B 的位置不变 D．A 和 B 的位置都不变
案例：如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方 有一带正电的点电荷 Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球 (可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度 v0 向右运动， 在运动过程中( )
A．小球做先减速后加速运动 B．小球做匀速直线运动 C．小球受到的电场力先做负功后做正功 D．小球受到的电场力做功为零
(2012·威海模拟)如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站 在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是( )
A．鸟的脚爪与金属架绝缘 B．鸟与笼电势相同，无电势差 C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D．起电机使笼带电，笼的电势不会很高
答案：BC
解析：由于金属鸟笼的静电屏蔽作用，使得鸟笼内部场 强为零，电荷分布在笼的外表面，C 正确；处于静电平衡状 态的鸟笼是一个等势体，其上各点电势都相等，故 B 正确； 鸟的脚爪与金属架不是绝缘的，A 错误；起电机使鸟笼带电， 电势可以达到很高，D 错误。
外部电场 影响的现象。 2．应用：电学仪器外面有 金属壳 ，野外高压线上方还
有 两条导线 与大地相连，都是利用静电屏蔽现象消除外电 场的影响。
尖端放电
1.定义：由于导体尖端的 电荷密度 很大，其附近电场 很强 ，使得空气电离与尖端上的电荷 中和 ，这相当于导 体从尖端失去电荷，这个现象叫尖端放电。
第一章
静电场
第七节 静电现象的应用
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丙图中导体内的自由 电子不再定向移动
课程导学 思考讨论
①概念：
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展评1 展评2 展评3
导体内的自由电子不再发生定向移 动，导体内的电场处处为零，导体处于 静电平衡状态。
②条件：
导体内的电场强度处处为零。
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2.静电平衡时导体的特征展评1 展评2 展评3
（1）电场强度分布 导体内的电场强度
处处为零；导体表面处 尖端处的电场强度较大
（2）电势分布
导体是一个等势体，导体的表面是 个等势面
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展评1 展评2 展评3
（3）导体上电荷分布
导体内部没有电荷，电荷只分布在导 体的外表面上。
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P28. 1. 2
在导体外表面，越尖锐的位置电荷的 密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷
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3.静电现象的应用与防止展评1 展评2 展评3
（1）尖端放电
静电平衡时，导体尖端的强电 场足以使空气电离时，电离后的带 电粒子与尖端上的电荷中和，这相 当于导体从尖端失去电荷。这种现 象叫做尖端放电。
第一章 静 电 场
作业
2020.9.4
主讲： 娄员俊
检评 展评
高二物理组
思议 导学
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自然界到处都有静电。生产中的搅 拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、 脱衣、运动等过程都可能产生静电。
油罐车下面为什么会拖 一条铁链子在路面上？
站在铁罩子内的人 为什么会安然无恙？
电学仪器放在封闭展的评1 金属壳 展评2 展评3 里时，即使壳外有 电场，但由于壳内电场强度保持为 0，外电场对壳 内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静 电屏蔽。
课程导学 思考讨论 展示交流 学标检评 课后作业 返回首页 练习1:
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展评1 展评2 展评3
避雷针是利用尖端放电 避免雷击的一种设施。
高压线的电晕是微弱的尖 端放电现象，会导致电能损耗
课程导学 思考讨论
（2）静电屏蔽
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展评1 展评2 展评3
演示实验：空腔导体内表面的电荷
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1.导体处于静电平衡状态时，内部的电场、 电势、电荷的分布等有什么特点？
2.说一说什么是尖端放电、静电屏蔽，如 何应用与防止？
课程导学 思考讨论 展示交电平衡
展评1 展评2 展评3
甲图中导体内的自由 电子发生定向移动