静电屏蔽 尖端放电共22页文档
中小学优质课件静电屏蔽课件.ppt
（1）如图所示，A带正电，若导
体C端接地，问B、C端各带什么
电荷？
AB
C
（B端带负电荷，C 端无净电荷）
（2）若此时断开C与地的连线， B、C端带什么 电荷？ 整个导体净余什么电荷？
（B端负电荷，C端无电荷） （负电荷）
（3）若B端接地，整个导体净余什么电荷？
（负电荷）
例2：
如图，将电量为＋Q 的点电荷放在长为L 的枕形导体左端且和 左端距离为R，O为 导体的中点，当导体 处于静电平衡状态时 （ BCD）
第十三章 电场
【学习目标】
• 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，导体内部的场强处 处为零，电荷只分布在导体的外表面上。 • 3、了解静电屏蔽及其应用。
教学过程
【复习提问】
1．电场的重要性质是什么？ 答：对放入其中的电荷有力的作用。
2．导体的重要特征（或说导体导电的原因）是 什么？ 答：导体内部有大量自由电荷。
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证明：处于静电平衡状态的导体，表面上任一 点的场强方向与该点表面垂直。
证：图示，假如表面的场强方 向与该点的表面不垂直，则沿 表面有场强的切向分量Ef ，则 在导体表面的自由电荷将受到 电场力作用而发生定向移动， 这与静电平衡矛盾。
所以，处于静电平衡状态的导 体，表面上任一点的场强方向 与该点表面垂直。
B
A
C
谢谢大家！
（4）处于静电平衡状态的导体其表面的 电荷分布规律为尖端附近电荷分布较多， 凹进部分电荷分布较少。演示实验
＊（5）处于静电平衡状态导体是个等势体，导体 表面是等势，沿导体表面移动电荷，电场力与表 面切向垂直，电场力做功为零。 所以电势差为零， 表面是等势面。内部处处E=0，任两点间移动电荷， 电场力为零，任两点等势，所以是等势体。
第4节 静电的防止与利用
第4节静电的防止与利用[学习目标] 1.知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态的导体的特性。
2.知道什么是静电屏蔽及其有关应用。
3.了解静电吸附原理及其应用。
知识点一静电平衡尖端放电如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷。
请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？提示(1)自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动。
(2)不能。
感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。
❶静电平衡(1)静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
(2)处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0。
(3)导体上电荷的分布①静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，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(单位面积的电荷量)越大。
❷尖端放电(1)空气的电离：在一定条件下，导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离的现象。
(2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。
(3)尖端放电的应用与防止①应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
②防止：高压设备中导体的表面应该尽量光滑，减少电能的损失。
1.对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动。
(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
(3)导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合电场强度为零，E′＝－E。
2.处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点(1)净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷。
高中物理精品试题： 静电的防止与应用
9.4 静电的防止与应用学习目标1．理解静电平衡状态及特点。
2．知道静电平衡时导体上电荷的分布特点。
3．了解生活中的静电现象及应用。
重点：静电平衡状态。
难点：电场中导体的特点。
知识点一、静电平衡状态1．静电感应现象：处于电场中的导体，由于电场力的作用，电荷出现重新分布的现象。
2．静电平衡状态：导体中（包括表面上）没有电荷定向移动的状态。
如上图所示，金属导体中自由电子受到导体周围电场的电场力作用后向左移动，在右侧出现多余正电荷，导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场反向的电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原电场强度逐渐减弱，直至导体内部各点的合电场强度等于零为止，此时F＝E内q＝0，导体内的自由电子不再发生定向移动，处于一个平衡状态，我们就说导体达到静电平衡状态。
3．静电平衡状态的特征（1）处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
（2）处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
（3）处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。
（4）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
4．静电平衡实质（1）在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。
（2）静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0。
由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′，在导体内任一点E′=－E0，使得合电场强度E内=0。
【题1】如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q，a、b两点是金属板右侧表面上的两点，其中a到+Q的距离较小，下列说法正确的是A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电C．整个导体，包括表面上的a、b两点，是一个等势体，且电势等于零D．a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点场强方向相同【答案】BCD【解析】金属板左侧接地，金属板与地球形成了一个导体，金属板相当于近端，而地球相当于远端，根据感应电荷“近异远同”的分布特点，A错，B对；由处于静电平衡状态导体的特点可知，a、b两点电势相等，接地后电势等于零，C对；金属板是一个等势体，电场线垂直于金属板表面向左，所以a、b两点的场强方向相同，D对。
人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 4.静电的防止与利用
4.尖端放电的应用与防止:避雷针应用尖端放电原理;高压设备中的导体表
光滑
面应该尽量__________。
三、静电屏蔽
1.静电屏蔽:金属壳达到静电平衡时,其内部电场强度保持为0,外部电场对
不会
壳内的仪器__________产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
2.应用:高压输电线的上方有两条导线,它们与大地相连,形成一个稀疏的金
应用体验
【例3】 下列做法中,属于预防静电危害的是( D )
A.用静电吸附粉尘
B.用静电喷涂油漆
C.复印机对碳粉的静电吸附
D.运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖条铁链在地上
解析 用静电吸附粉尘、用静电喷涂油漆、复印机对碳粉的静电吸附等是
静电的应用。汽车行驶时,油罐中的汽油随车的振动摩擦起电,如果不及时
知识归纳
1.静电的应用
在生产和生活中,静电的应用十分广泛,如激光打印、静电喷漆、静电除尘、
静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒、静电净化
空气、静电提高喷洒农药的效果、静电选矿等。
2.静电的危害
静电是一种常见现象,也会给人们带来危
害。如:(1)在印刷厂里,纸张之间摩擦带电,会使纸张粘在一起,难以分开;(2)
也适用于孤立的带电体
1.静电平衡的导体上的电荷分布特点:(1)导体内部没有净剩电荷,电荷只分
外表面
布在导体的__________;(2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位
越大
面积的电荷量)__________,周围的电场强度越大。
使空气导电变为导体
2.空气的电离:导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生
分离
剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷__________。
高中物理必修三 讲解讲义 03 C静电的防止与利用 提升版
静电的防止与利用知识点：静电的防止与利用一、静电平衡1．静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态．2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0.3．导体上电荷的分布：(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(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．二、尖端放电1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离的现象．2．尖端放电：与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．尖端放电的应用与防止：(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失．三、静电屏蔽静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度为0.外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫作静电屏蔽．静电屏蔽的应用：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．四、静电吸附1．静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象．2．静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程．3．静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面．4．静电复印：复印机应用了静电吸附的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照时，OPC是绝缘体，受光照时变成导体．技巧点拨一、静电平衡1．处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′.2．孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.3．静电平衡时，导体上的电荷分布规律：(1)净电荷只分布在导体外表面，内部没有净电荷．(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图甲所示．(3)净电荷在导体外表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示．甲乙二、尖端放电静电屏蔽1．静电屏蔽的实质静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零．2．静电屏蔽的两种情况因场源电荷产生的电场与导体球壳表面当空腔外部接地时，外表面的感应电例题精练1．（海淀区二模）如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。
人教版(教材)高二物理必修第三册第九章第4节静电的防止与利用PPT
端正电荷“暴露”出来。
A
C
-
+
-
+ E0
-
+
B
D
▲ AB端感应出负电荷、 CD端感应出正电荷。
一、静电平衡
问题：导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的 感应电荷会无限制增加吗？
E’
- E0
+ E0 -
+ E0
-
+-
+
▲导体两侧感应出的正、 负电荷会在导体内部产 生一个感应电场E’。
▲感应电场与外电场叠 加抵消，直到导体内部 各点的电场强度E=0。
+-
3、尖端放电
尖端周围 电场很强
二、尖端放电
空气 电离
+
+
尖端上的电 等效于 尖端释
荷被中和
放电荷
-
-
+ +-
+
+
-
+
+
-
++++++++
-
想一想
问题：根据刚才的分析，同学们能够解释这个实验现象了吗？
▲烛焰被针尖“吹开”
4、应用：避雷针
二、尖端放电
-
-
-
-
-
-
-
-
- -+ ++
-+-+-
-
-
一、静电平衡
问题：把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电 场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？
A
C
E0
B
D
教学设计_静电平衡及静电屏蔽
教学设计——静电平衡及静电屏蔽
【内容分析】
本节内容所讲的是静电平衡以及静电屏蔽，是前面所学的电场知识的一个应用，一方面可以加深学生对于电场知识的理解，另一方面也是用理论解释实际物理现象的一个非常不错的例子，有助于培养学生的科学推理能力。
【学情分析】
学生在学习本节内容之前已经学习到了电场的相关知识，已经具备了足够的知识，但是还不能利用推理等手段对生活中的一些物理现象进行解释。
同时，部分学生可能会存在电势与电荷量成正相关这样的迷思概念。
【教学目标】
物理观念：帮助学生认识到处于静电平衡状态下的导体所带电荷与导体的曲率有关，导体外表面的电势处处相等。
科学思维：利用所学过的知识推理处于静电平衡状态下导体表面电势相等的成因，培养学生的科学推理能力
科学探究：通过相关演示实验，培养学生观察实验的能力，以及参与实验的兴趣。
科学态度与责任：通过演示静电屏蔽和尖端放电实验，引申出静电屏蔽和尖端放电在实际生产生活中的应用，加深学生对于科学与技术的关系的认识。
【教学重难点】
重点：通过本节内容，一方面要让学生知道静电平衡的以及静电屏蔽的原理，另一方面是耀着重培养学生利用所学知识进行科学推理，解释实验现象的能力难点：部分学生在经由前面的学习之后可能仍存在电势的大小与电荷量的多少呈正相关的迷思概念，这些迷思概念纠正起来有一定的难度
【教学方法】
讲授法、讨论法、提问法、谈话法、实验法
【教学过程】。
静电屏蔽 尖端放电
三，人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨 人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“ 步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近， 步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近， 两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开， 两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分 别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差， 别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差， 有强电流通过人体使人受伤害， 有强电流通过人体使人受伤害， 思考： 思考：小鸟停在单根高压线上 为什么电不死? 为什么电不死?
• • • •
解析： 解析： A错，空腔内部电场不为零。 错 空腔内部电场不为零。 B错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。 错 球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。 C对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体， 对 处于静电平衡状态的导体，是个等势体， 其上电势处处相等。 其上电势处处相等。 • D对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地 对 通常以大地为零电势， 构成一个整体，相当于一个大导体， 构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势 处处相等，是个等势体。所以电势都为零。 处处相等，是个等势体。所以电势都为零。
思考： 三点电势有什么关系 三点电势有什么关系？ 思考：abc三点电势有什么关系？ Фa >Фb> Фc
• 主要原因是这么几个方面（站在高压线上的小鸟，是站 主要原因是这么几个方面（站在高压线上的小鸟， 高压线上的小鸟 电线上的 在同一根电线上的，并联电路） 在同一根电线上的，并联电路） 第一， 双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短， 第一， 双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短，分得 的电压也就相对很少。 电压也就相对很少。 也就相对很少 电阻要大 第二，双脚站立时候，相对于电线，小鸟身体电阻 第二，双脚站立时候，相对于电线，小鸟身体电阻要大 得多，尤其爪子上面有角质层 电阻太大， 爪子上面有角质层， 得多，尤其爪子上面有角质层，电阻太大，相当于电线 在小鸟两脚间形成短路， 在小鸟两脚间形成短路，所以通过小鸟的电流很小 • 不过，如果鸟儿的身体同时接触到两根电线，或者站在 不过，如果鸟儿的身体同时接触到两根电线， 电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴， 电杆或架上磨嘴巴 电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴，就会有电流 从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此，人们在 从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此， 高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间， 高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间，总是隔 着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到保护鸟类 鸟类免遭触电 着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到保护鸟类免遭触电 的作用，又可避免由于鸟类触电而发生的停电事故。 的作用，又可避免由于鸟类触电而发生的停电事故。 但是如果鸟的脚跨很长得的一段距离， 但是如果鸟的脚跨很长得的一段距离，电线也是有电阻 导体在温度、横截面积、材料一定的情况下， 的，导体在温度、横截面积、材料一定的情况下，长度 越长电阻与大！ 越长电阻与大！当这一长段电线的电阻比鸟两腿之间的 电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！ 电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！但是没有鸟能 跨那么大的距离！ 跨那么大的距离！