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免费下载《1.7静电现象的应用》ppt课件(人教版物理选修3-1)

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U = Ed
任意电场:WAB = qU
匀强电场:WAB = qEd
容易导电的物体叫导体
问题1 导体有什么特征?
导体中存在大量自由电荷
问题2 常见导体有哪些?举例说明。
金属、石墨、人体、大地、
酸碱盐溶液…
问题3 不带电导体放入电场中,其中的
自由电荷有什么特点?
放入电场中的导体,其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动,致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。
近异远同
感应电荷:静电感应现象中,导体不
同部分出现的净电荷。

BD
问题1 金属导体的微观结构如何?
问题2 导体处于电场中时,自由电子
会怎样移动?
问题3 自由电子会在什么地方积聚?
问题4 电子积聚会出现怎样的结果?
问题5 最终出现什么现象?
对于放入电场中的导体,思考下列问题
上述过程可以用三处状态图描述
自由电荷在电
场力作用下移动
感应电荷
建立电场
感应电荷电场与原电场叠加
电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态
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
例1 如图一个原来不带电的半径为 r 的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为 + Q 的点电荷,点电荷距金属球表面的最近距离为 2r。
(1) 标出金属球在静电平衡后左右两侧带电符号。
(2) 由于静电感应而在金属球上出现了电荷,它们也在空间激发电场。这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少?方向如何?
(3) 如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线是否能将球两侧的电荷中和?为什么?
(1) 如图
方向沿球心 O 与 +Q 连线,指向+Q
(3) 不会出现中和现象
因为金属球是等势体,左右两侧电势相等,电荷不会在这两间移动。
例2 如图所示,在真空中把一个导体向带负电的小球慢慢靠近(不接触)的过程中,下列说法中正确的是 ( )
A. B 端的感应电荷越来越多
B. 导体内的电场强度越来越大
C. 导体的感应电荷在 M 点产生的场强恒大
于在 N 点产生的场强
D. 感应电荷在 M、N 两点产生的场强相等
AC
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:
导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面
现象:
从C 处取电荷时,验电器张大
结论:
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
导体内部无净电荷,电荷只分布
在导体的外表面
在超导体表面,越尖锐的位置,
电荷的密度(单位面积上的电
荷量)越大,凹陷位置几乎没
有电荷。
导体尖端电荷密度大
空气中残留带电粒子剧烈运动
正负电荷奔向异种电荷
应用:
避雷针
带电雷雨云
现象:
电晕
尖端放电会导致高压设备上电能损失,所以高压电器设备中导体表面应该尽量做得光滑一些。
夜间高压电线周围有时会现出一层绿色光晕 —— 电晕。
原因:微弱的尖端放电现象
B
空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住,使其不受外电场的影响。
E = 0
导体内腔不受外界影响
接地导体空腔外部不受
内部电荷影响
E = 0
E = 0
E = 0
E = 0
静电屏蔽形成的本质 ——
静电感应与静电平衡
电学仪器和电子设备外面金属罩
通讯电缆外层金属套
电力工人高压带电作业,全身穿
戴金属丝网制成的衣、帽、手套、

D
例 5 如图,点电荷右侧放一平行金属板,试分析,金属板达静电平衡后,图中 a、b、c(板内点)三点场强大小关系如何?画出板中 d 点的感应电荷产生的场强方向?