1.7.静电现象的应用(公开课用)

三，尖端放电 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场 特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端 放电。
在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖 锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电势 面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而 产生气体放电现象，称为电晕放电．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
一，放入电场中的导体 处于静电平衡状态下导体的特征：
导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与 该点的表面垂直 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 我们可以选大地做零电势体的一个原因。
二，导体上电荷的分布
思考：电荷在导体上的分布是怎样的呢？
• 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？
使验电器在电压 较高时不会放电
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.
• • • •
解析： A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。 C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。 • D对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地 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。
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
小结
1 . 什么是静电平衡状态 2 . 静电平衡状态下导体的特点 3 . 静电平衡时,导体上电荷分布特点
4 . 静电屏蔽现象及应用
轻松练习
• 1．当导体达到静电平衡时，场强方面的特征 是（ C ） • 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
• 解析： • A错．导体B上内部各点的场强大小为零， 但是外部场强大小不相等 • B对．导体A内部的场强一定为零。因为 电荷分布在外表 • C错．导体B的左端电势和右端电势一样 高，是等势体 • D对．导体B上的感应电荷在它的C点所形 成的场强一定不ห้องสมุดไป่ตู้零，因为它和A的电场 合场强叠加为零。
第七节
静电现象的应用
一 放入电场中的导体 把导体放入电场会出现怎样的现象? 讨论线索： (1)最终出现什么现象 (2) (3) (4) (5) 金属导体的微观结构如何？ 导体处于电场中自由电子会怎样移动 自由电子会在什么地方积聚 电子积聚会出现怎样的结果 ? ? ? 导体内自由电子不再定向移动的状态 ——静电平衡状态
静电屏蔽的应用
思考3：有线电视线与普通导线有什么区别？ 能否用普通导线代替有线电视专用线？
静电屏蔽的应用
三条输电线上方 还有两根导线与 大地相连，形成 一个稀疏金属 “网”，将高压 线屏蔽起来。 超高压带电作 业的工人德尔 工作服要用包 含金属丝的织 物制成。
思考4：你有没有遇到过在家里用手机打电话 信号不好的情况？为什么? 到力架 一的式 定同结钢 的时构筋 屏也提混 蔽对高凝 作信抗土 用号震的 。起能框
思考：abc三点电势有什么关系？ Фa >Фb> Фc
三，尖端放电 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强
空气中残留带电粒子剧烈运动
空 气 电 离
空气分子中正负电荷分开，并被电场加速， 撞击空气分子产生更多正负电荷 与尖端电性相反的粒子奔向尖端
相当于尖端失去电荷
尖端放电
• 思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？ 避雷针 燃气灶和燃气热水器的电子点火装置
针 尖 形 状
均匀球形导体
导体内部有无电场？ 是不是这样分布呢？
二，导体上电荷的分布 实验1：研究空腔导体内外表面的电荷
现象: •甲:A的箔片张角逐渐增大 •乙:A的箔片始终没有张开 结论1: •导体内部没有电荷,电荷分布在导体 的外表面
二，导体上电荷的分布
实验2：法拉第圆筒实验
结论2:导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹 陷的位置几乎没有电荷
闪电防护
• 雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应 当遵从四条原则．
一、人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖 端而被闪电直接击中，所以： 二、人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因 “跨步电压”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，分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
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 ） • A. 球壳B的空腔中场强处处为零。 B. 球壳B不带电。 C. 球壳B的内，外表面电势相等。 D. 球壳B的电势为零。 Ｂ Ａ
闪电防护
三、不可到孤立大树下和无避雷装置的 高大建筑体附近，不可手持金属体高 举头顶． 四、不要进入水中，因水体导电好，易 遭雷击． 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立 或蹲下，以减少遭遇雷的机会．
四，静电屏蔽
由于静电感应，可使金属 网罩或金属壳内的场强为 零，相当于遮挡了外界电 场对它内部的影响，这种 现象叫做静电屏蔽。