静电感应
第8章 第4讲 静电感应与静电平衡 LI
【例2】．如图所示，A、B是两个绝缘金属导体， 把一个带正电的绝缘金属球P移近A，由于静电感 应，a端电荷量大小为qa，b端电荷量大小为qb， 则：（ B D ） A.导体A、B上，qa＞qb B.导体A、B上，qa＝qb C.先撤走P，再将A、B分开后，A带负电，B带正电 D.先将A、B分开，再撤走P后，A带负电，B带正电
E
将导体放入电场后,发生的现象
1.导体内的自由电子在电场力作 用下,会发生定向移动. 2.导体的两表面,一面带正电,一 面带负电.------感应电荷.
3.感应电荷的电场,与原电场叠 加,在导体内为合电场.
将导体放入电场后,发生的现象
4.合电场渐渐减弱,电子受电场 力渐渐减小. 5.当合电场减为零时,电子不再 定向移动.------静电平衡
【例5】.在图所示的实验中，验电器的金属箔 会张开的是：（ B ）
金属网
Q
Q
Q
A
绝缘底座
B
C
地面
注意观察：B图和C图不同。金属网罩一个接地，一个不接地。 A图属于内屏蔽，C图属于外屏蔽。
【例6】. 在水平地面上放置的光滑金属板的上表面绝 缘,在其中心正上方有一带正电Q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，则在 运动过程中（ B D ） +Q A.小球做先减速后加速运动 B.小球做匀速直线运动 v0 C.小球受到电场力的冲量为零 D.小球受到电场力做的功为零
·
O
R L
E感 k
q L 2 (R ) 2
方向沿点电荷和棒内中点连线向左 解析：静电感应产生的感应电荷电量是面分布，且电量值未 知，所以不能直接由真空中点电荷的场强公式来求得它们在 球心O处的场强。因此采取变换研究对象的方法，将感应电 荷换成施感电荷，问题就迎刃而解了。 注意题目的三种问法：是问施感电荷产生的场强还是感 应电荷产生的场强还是合场强。
静电有三大特点一是电压高二是静电感应
静电有三大特点一是电压高二是静电感应静电指的是物体表面带有静电荷的现象。
在许多情况下，静电荷可以引起一系列的特点和现象。
以下是静电的三大特点：1.电压高：静电荷可以在物体表面积累很高的电压。
这是因为静电荷在物体表面积累时，相同的电荷互相排斥，导致电荷在物体上积累到高压。
有时候，这个电压可以非常高，甚至可以超过几千伏。
2.静电感应：静电荷还可以通过静电感应来影响周围的物体。
当一个带有静电荷的物体靠近一个中性物体时，它会感应出中性物体上的反向电荷。
这种感应效应可以导致两个物体之间的吸引或排斥。
具体来说，当两个物体之间产生静电感应时，以下几种情况可能发生：-两个物体之间产生静电吸引：当一个物体带有正电荷，另一个中性物体就会感应出电子的运动，使中性物体上的负电荷靠近正电荷，造成两个物体之间的吸引。
这种现象可以在青草上面贴一个塑料带，然后靠近流动的水龙头时观察到。
-两个物体之间产生静电排斥：如果两个物体之间带有相同类型的电荷（正电荷或负电荷），它们会相互排斥。
这是由于它们彼此之间的排斥力。
例如，当两个负电荷物体靠近时，它们会互相排斥，试图保持一定的距离。
3.静电放电：静电荷在一些情况下会通过静电放电来释放。
当电荷的积累达到一定程度时，它们之间的排斥力会变得非常强大，以至于能够克服电绝缘材料的抵抗力。
这时，静电荷会通过空气或其他导电材料产生电流的流动，从而释放能量。
这种放电现象可以以闪电的形式出现，也可以以静电火花的形式出现，比如当你通过摩擦产生了静电荷，然后触摸金属物体时触电的感觉。
总结起来，静电具有高电压、静电感应和静电放电这三大特点。
理解这些特点有助于我们更好地理解静电现象在我们日常生活中的应用和影响。
静电感应与微观解释图文
汇报人： 日期:
目 录
• 静电感应概述 • 静电感应的微观解释 • 静电感应的实验验证 • 静电感应在各领域的应用 • 静电感应的发展趋势与挑战
01
静电感应概述
静电感应的定义
静电感应是指当一个带电体靠近一个不带电的导体时，由于静电感应的作用，导 体内部会产生与带电体相反的电荷分布。
静电感应可以用于静电屏蔽，即防 止外部电场对内部电荷的影响。这 一原理在电子设备和精密仪器的设 计中得到广泛应用。
电子器件制造
在制造电子器件的过程中，静电感 应技术常被用于检测和处理微小电 荷，以确保产品的稳定性和可靠性 。
静电感应在化学领域的应用
化学反应监测
某些化学反应过程中会产生静电 ，通过监测和分析这些静电的变 化，可以研究化学反应的进程和
电泳分离
在生物实验中，常利用电泳技术对不同生物分子进行分离 和纯化，而静电感应在这一过程中扮演着关键角色。
细胞操作
静电感应可以用于细胞操作，如细胞分选、细胞迁移等， 对于研究细胞生物学以及开发新型的细胞疗法具有潜在应 用价值。
05
静电感应的发展趋势 与挑战
静电感应的研究现状
静电感应现象的发现和应 用源自机理。分子筛分利用静电感应技术可以实现对溶 液中不同分子的筛分和富集，这 在化学分析、分离提纯以及化学
传感器等领域具有广泛应用。
静电涂敷
在材料表面涂覆一层均匀的薄膜 是许多领域中的常见需求，利用 静电感应可以实现这一过程的自
动化和精确控制。
静电感应在生物领域的应用
生物分子检测
生物分子如蛋白质、核酸等在溶液中带有电荷，利用静电 感应技术可以实现对这些分子的检测和分析，对于疾病诊 断和治疗具有重要意义。
静电感应的原理和应用实验
静电感应的原理和应用实验一、静电感应的原理静电感应是指当一个带电体靠近一个中性体时，中性体产生电荷的分布发生改变，从而使中性体产生一个局部的电荷分布。
这个现象是由于带电体产生的电场作用于中性体上的电荷所引起的。
具体的静电感应原理如下：1.当带电体靠近中性体时，带电体产生的电场作用于中性体上的电荷。
2.由于电场的作用，中性体上的电荷受到排斥或吸引。
3.电荷受到排斥或吸引后，会在中性体上产生一个局部的电荷分布，使得中性体两侧的电荷数量不再均衡。
4.这种电荷不平衡的分布使得中性体的某个部分带上了正电荷，而另一部分带上了负电荷，形成了静电感应。
二、静电感应的应用实验静电感应是一个重要的物理现象，在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是一些常见的静电感应的应用实验：1. 实验材料准备•塑料梳或橡胶棒•丝绸布或抹布•金属容器或聚乙烯薄膜•铁钥匙或纸片2. 静电感应的实验步骤1.将塑料梳或橡胶棒反复梳理或摩擦丝绸布或抹布，使其带电。
2.将带电的塑料梳或橡胶棒靠近金属容器或聚乙烯薄膜，观察金属容器或聚乙烯薄膜上是否产生了静电感应。
3.用带电的塑料梳或橡胶棒靠近铁钥匙或纸片，观察铁钥匙或纸片上是否产生了静电感应。
3. 实验结果解析通过以上的实验步骤，我们可以观察到以下结果：•当带电的塑料梳或橡胶棒靠近金属容器或聚乙烯薄膜时，金属容器或聚乙烯薄膜上会出现静电感应。
金属容器或聚乙烯薄膜会吸引或排斥带电塑料梳或橡胶棒的电荷，从而在其表面产生电荷分布，表现出相应的静电效应，如留下电荷痕迹或产生电晕等。
•当带电的塑料梳或橡胶棒靠近铁钥匙或纸片时，铁钥匙或纸片上也会出现静电感应。
铁钥匙或纸片会被带电体的电场作用，其自身的电荷受到排斥或吸引，从而在其表面产生局部的电荷分布。
4. 实验讨论和总结通过以上的实验结果，我们可以得出以下讨论和总结：•静电感应是带电体和中性体之间的相互作用现象，是由于电荷之间的相互作用而引起的。
•静电感应能够在中性体上产生电荷分布，使中性体局部带上正电荷或负电荷。
静电感应、电容器与电容
【本讲教育信息】一、教学内容电容和电容器本讲主要讲解电容、电容器的相关内容。
二、考点点拨电容、电容器的分析与计算主要是和带电粒子在电场中的运动，稳恒电路综合在一起考查，高考中在选择题和计算题都有出现。
三、跨越障碍 （一）静电感应1、静电感应：把导体放在外电场E 中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两端出现等量的异种电荷（近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷），这种现象叫静电感应。
2、静电平衡：发生静电感应的导体两端感应出的等量异种电荷形成一附加电场E '，当感应电荷的电场与外电场大小相等，即E =E '时，自由电子的定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
3、静电屏蔽（1）导体空腔（不论是否接地）内部的电场不受腔外电荷的影响。
（2）接地的导体空腔（或丝网）外部电场不受腔内电荷的影响。
例1：如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电q 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A. B 带负电B. B 的空腔内电场强度为零C. B 的内表面电场强度为2/r kq E = （r 为球壳内半径）D. 在B 的外面把一带负电的小球向B 移时，B 内表面电场强度变小解析：把金属壳接地时，金属壳B 和地球就可看成一个大导体。
相对小球A 来说，B 的内表面是近端，地球另一侧是远端，因此B 的内表面被A 感应而带负电（即B 带负电），地球另一侧带正电，所以A 选项正确；因为金属壳B 的内表面带负电，电场线由A 指向内表面，所以B 选项不正确；因为B 的内表面的电场强度等于A 球和B 内表面的负电荷形成的电场的叠加，可知B 的内表面场强2/r kq E >，所以C 项错；由于静电屏蔽的作用，当把一带负电的小球移向B 时，B 的内表面电场强度不变，故选A 。
答案：A（二）电容器、电容1、两个彼此绝缘又相互靠得很近的导体就是一个电容器。
《静电的防止与利用》静电感应现象
《静电的防止与利用》静电感应现象在我们的日常生活中，静电是一种十分常见的现象。
当我们在干燥的天气里脱毛衣时，会听到“噼里啪啦”的声音，甚至还能看到微弱的火花；当我们用手触摸金属门把手时，可能会突然感到一阵电击。
这些都是静电带来的现象。
静电不仅会给我们的生活带来一些小小的困扰，在某些特殊的场合，如易燃易爆场所，静电还可能引发严重的事故。
因此，了解静电的防止与利用，特别是静电感应现象，就显得尤为重要。
首先，让我们来了解一下什么是静电感应现象。
当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体内的自由电子会在电场的作用下发生定向移动，使导体的两端出现等量异种电荷。
这种现象就被称为静电感应现象。
比如说，当一个带正电的物体靠近一个不带电的金属球时，金属球靠近带电体的一端会聚集电子，从而带负电；而另一端则会因为失去电子而带正电。
静电感应现象在实际生活中有很多应用。
其中一个重要的应用就是静电复印机。
静电复印机的工作原理就是利用了静电感应现象。
复印机内部有一个硒鼓，硒是一种半导体材料，在黑暗中其电阻很大，几乎是绝缘体；而在光照下，其电阻会迅速减小。
当复印机工作时，先通过充电装置给硒鼓表面均匀地充上一层正电荷。
然后，利用光学系统将需要复印的文件图像投射到硒鼓表面，有图像的地方受到光照，硒的电阻变小，正电荷被导走；没有图像的地方仍然保持着正电荷。
接着，再通过静电感应使墨粉吸附在硒鼓表面带正电荷的地方，形成了与原文件图像相同的墨粉图像。
最后，将墨粉图像转印到纸张上，经过加热定影，就得到了复印的文件。
除了静电复印机，静电除尘也是静电感应现象的一个重要应用。
在工厂的烟囱中，常常会安装静电除尘器。
含尘气体通过高压电场时，会发生静电感应，使尘粒带电。
带电的尘粒在电场力的作用下向电极运动，并最终被吸附在电极上，从而达到除尘的目的。
静电除尘效率高、能耗低，能够有效地减少工厂排放的烟尘对环境的污染。
然而，静电在某些情况下也会带来危害，需要我们采取措施加以防止。
28. 什么是静电感应？它的工作原理是什么？
28. 什么是静电感应？它的工作原理是什么？关键信息项：1、静电感应的定义2、静电感应的工作原理3、相关影响因素4、静电感应的应用领域5、静电感应的危害与防范11 静电感应的定义静电感应是指当一个带电体靠近一个导体时，导体内部的电荷会重新分布，导致导体两端出现等量异号的电荷的现象。
111 静电感应的产生条件需要存在一个带电体和一个能够自由移动电荷的导体。
112 静电感应与静电平衡的关系静电感应是达到静电平衡状态的过程，当导体内部电场强度为零，电荷不再移动时，即达到静电平衡。
12 静电感应的工作原理当带电体靠近导体时，导体中的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动。
靠近带电体一端的电子会受到排斥而向导体的另一端移动，从而使导体一端带负电，另一端带正电。
121 电场对电荷的作用带电体产生的电场会对导体中的自由电子施加力的作用，促使电子移动。
122 电荷分布的规律感应电荷的分布与带电体的电荷量、形状以及导体的形状和位置等因素有关。
13 相关影响因素131 带电体的电荷量和距离带电体电荷量越大、距离导体越近，静电感应现象越明显。
132 导体的形状和材料导体的形状会影响电荷的分布，不同材料的导电性能也会影响静电感应的程度。
133 周围环境的条件如温度、湿度等环境因素，会对导体的导电性产生影响，进而影响静电感应。
14 静电感应的应用领域141 静电复印机利用静电感应原理将图像复制到纸张上。
142 静电喷漆通过静电感应使涂料均匀地附着在被涂物体表面。
143 静电除尘利用静电感应使灰尘带电并被吸附收集，达到除尘的目的。
15 静电感应的危害与防范151 危害可能导致电子设备损坏、火灾、爆炸等事故。
152 防范措施接地、增加湿度、使用抗静电材料等。
1521 接地的作用将多余的电荷导入大地，减少静电积累。
1522 增加湿度的原理提高空气湿度可以降低电荷的积聚。
1523 抗静电材料的特性具有良好的导电性能，能够快速导走电荷。
观察静电感应现象实验报告
观察静电感应现象实验报告一、引言静电是指物体带有的正负电荷之间的电荷差异。
静电感应是指当一个带电物体靠近一个中性物体时，中性物体的某些部分会受到带电物体的电场影响，而产生电荷分离的现象。
本实验旨在观察静电感应现象，并探究其原理。
二、实验材料和方法1. 实验材料：塑料杯、细铜丝、塑料棒、小纸片、羽毛等。
2. 实验方法：(1) 将塑料杯放在桌子上，使其保持稳定。
(2) 在塑料杯内部的侧面固定一根细铜丝，使其自由悬垂。
(3) 用塑料棒摩擦后，将其靠近铜丝，观察铜丝的变化。
(4) 将小纸片或羽毛靠近塑料杯，观察其变化。
三、实验结果和分析1. 实验结果：(1) 当塑料棒靠近铜丝时，铜丝会受到塑料棒的电场影响，发生电荷分离现象。
其中，与塑料棒靠近的一端的铜丝带有与塑料棒相反的电荷，而另一端的铜丝则带有与塑料棒相同的电荷。
(2) 当小纸片或羽毛靠近塑料杯时，它们也会受到塑料杯电场的影响，发生电荷分离现象。
其中，与塑料杯靠近的一端的纸片或羽毛带有与塑料杯相反的电荷，而另一端则带有与塑料杯相同的电荷。
2. 实验分析：(1) 静电感应是由于带电物体的电场对中性物体的影响而产生的。
当带电物体靠近中性物体时，电场会影响中性物体内部的电荷分布，使其发生电荷分离现象。
(2) 塑料棒在摩擦时会失去一部分电子，成为正电荷，而铜丝则会吸引这些正电荷，使铜丝带有负电荷。
这是因为塑料材料对电子的亲和力较强，容易失去电子而带正电荷，而金属材料对电子的亲和力较弱，容易吸引电子而带负电荷。
(3) 同样的原理，小纸片或羽毛也会受到塑料杯电场的影响，发生电荷分离现象。
由于纸片或羽毛的导电性较差，电荷分离的效果相对较弱。
四、实验结论通过本实验观察静电感应现象，我们可以得出以下结论：1. 当一个带电物体靠近一个中性物体时，中性物体的某些部分会受到带电物体的电场影响，而产生电荷分离的现象。
2. 带电物体靠近中性物体时，中性物体的一端会带有与带电物体相反的电荷，而另一端则带有与带电物体相同的电荷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
巩固练习1．Q为带负电的绝缘小球，
AB为一不带电的中性导体放在Q附近，
达到静电平衡状态时，下面判断正确
的是：（ C ）
A.A端的电势高于B端的电势
B.以无限远为零电势点，－Q A
B
在导体内部的任意一点外加电场和感应电 场的场强都是大小相等,方向相反,合场强 为零.
例2长为L的导体棒原来不带电，现将 一带电量为q的点电荷放在棒左端， 距棒为R，如图所示，当棒达到静电 平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点 O处产生的场强大小和方向如何？
R
·O
E感
k
(R
q L)2
L
2
方向沿点电荷和棒内中点连线向左
例5.在下图所示的实验中，验电器的金属 箔会张开的是：（ B ）
金属网
Q
Q
Q
A 绝缘底座 B
地面
C
A图属于内屏蔽，C图属于外屏蔽。
鸟巢”身上的金属构 件和钢筋混凝土中的 钢筋等，都通过焊接 的方式连接在一起， 使“鸟巢”自身形成 了一个巨大的笼式避 雷网，同时，“鸟巢” 内几乎所有的设备都 和避雷网连接，保证 雷电来临的一瞬间， 能顺利将巨大电流导 入地下，保证了场馆 自身、仪器设备和人 身安全。
A B A B
C C
D.EA EC EB A B C
A Q
B
c
·
3.如图所示，绝缘导体A带正电，导体B不 带电，由于静电感应，使导体B的M 端带 上负电，而N 端则带等量的正电荷. （1）用导线连接M、N导线中有无电流流
过？
（2）若将M、N分别用导线与大地相连,导
防辐射服的 制作原理是 将金属纤维 配合织物一 起织成布料， 做成衣服。 金属网可以 起到吸收、 屏蔽电磁波 的作用，金 属网织得越 密效果越好。
总结：处理静电平衡问题的方法
（1）直接用静电平衡的特点进行分析 （2）画出电场中的电场线，判断电势高 低，自由电子若只受电场力的作用，由电 势低处向电势高处移动。
A.小球做先减速后加速运动 B.小球做匀速直线运动
v0
C.小球受到电场力为零
D.小球受到电场力做的功为零
三、静电屏蔽
1.定义：导体球壳(或金属网罩)内达到静电平 衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影 响，这种现象叫做静电屏蔽。
2.内屏蔽和外屏蔽：
⑴内屏蔽：金属壳内部空间不受外部电场的 影响
⑵外屏蔽：接地的封闭的金属壳对外部空间 没有影响
“鸟巢”外表光秃秃的，没有突起的避 雷针，要遇到打雷该怎么办？
第三讲 静电感应和静电屏蔽
高三物理组 赵春红
一、静电感应
把金属导体放在外电场E中，由于导体 内的自由电子受电场力作用而定向移动， 使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感 应。
E
一、静电感应
把金属导体放在外电场E中，由于导体
内的自由电子受电场力作用而定向移动，
使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感
应。
－
＋
－
＋
E
－
＋
－
＋
例1．如图所示，A、B是两个绝缘金属导体，把一 个带正电的绝缘金属球P移近A，由于静电感应,a 端电荷量大小为qa，b端电荷量大小为qb，则：
（ B D）
A.导体A、B上，qa＞qb B.导体A、B上，qa＝qb C.先撤走P，再将A、B分开后，A带负电，B带正电 D.先将A、B分开，再撤走P后，A带负电，B带正电
A
B
(3)导体表面上任一点的场强与该处表面 垂直
对于球面上某点的场强方 向沿该处半径方向.
⑷导体是一个等势体，导体表面是 一个等势面。
例4. 在水平地面上放置的光滑金属板
的上表面绝缘,在其中心正上方有一带
正电Q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，
则在运动过程中（
B D） +Q
导体AB的电势高于零
C.A、B两端电势相等
D.导体内的场强方向是由A指向B
2．一空腔球形导体(不带 电)，现将一个带正电的 小金属球放入腔中，当静 电平衡时，图中A、B、C 三点的场强E和电势φ的 关系是：（ D )
A.EA EB EC A B C
B.EA EB EC C.EA EB EC
内的场强为零
再见 ！
规律：近异远同
PAB源自＋ab一、静电感应
把金属导体放在外电场E中，由于导体
内的自由电子受电场力作用而定向移动，
使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感
应。
－
＋
－
＋
E
－
＋
－
＋
二、静电平衡状态
1.静电平衡状态
导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态， 叫做静电平衡状态．
2.静电平衡状态下导体的特点
⑴导体内部的场强处处为零，电场线在导 体的内部终止。
B－
＋A C
5. 如图所示，一个带正电的绝缘金属球壳A， 顶部开一小孔，有两只带正电的金属球B、C， 用金属导线连接，让B球置于球壳A内的空腔中， 与内表面接触后又提起，C球放置在A球壳外， 待静电平衡后正确的判断是（ ） B
A.B、C两球都不带电 B.B球不带电，C球带电 C.让C球接地后，B球不带电 D.让C球接地后，A球壳空腔
线中有无电流流过？方向如何？
答案（1）导线中无电流. （2）有电流，方向电流均
由导体B流向大地.
4．将悬在细线上的带正电的小球A 放在不带电的的金属空心球C内(不 和球壁接触)，另有一个悬挂在细线 上的带负电的小球B向C靠近，则A球 的位置__不__变___，B球的位置 _向__右_偏__离_竖__直_方__向__。
⑵净电荷只能分布在外表面上
_ _ _
_ _
_
+
+
+ +
+
_ __
+
+
+
+
__
+ +
+
_
++
+
+
+
+
例3.一个带绝缘座的空心金属球A带有 4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小 球B带有2×10-8C的负电荷,使B球和A 球的内壁接触,如图所示,则A、B各带 电荷量为（ B ）
A.QA=10-8C, QB=10-8C B.QA=2×10-8C, QB=0 C.QA=0, QB=2×10-8C D.QA=4×10-8C,QB=-2×10-8C