第七节
静电现象的应用
高二物理选修3-1
一，静电平衡状态下导体的电场
把导体放入电场会出现怎样的现象?
(1)金属导体的微观结构如何？
讨论线索：
(2)导体处于电场中自由电子会怎样移动?
(3)自由电子会在什么地方积聚?
(4)电子积聚会出现怎样的结果?
(5)最终出现什么现象?
导体内自由电子不再定向移动
的状态
——静电平衡状态
一，静电平衡状态下导体的电场
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
处于静电平衡状态下导体的特征：
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。
比较与思考
二、导体上电荷的分布
初态：B带电，A不带电
A的箔片张角逐渐增大
A的箔片始终没有张开
二、导体上电荷的分布
结论:
1、导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面
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
思考：电荷在导体上的分布是怎样的呢？
是不是这样分布呢？
二，导体上电荷的分布
导体内部有无电场？
在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。
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
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
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
尖端放电
三，尖端放电
空气电离
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
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
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。
静电屏蔽现象
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
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。
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。
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?
钢筋混凝土的框架式结构提高抗震能力的同时也对信号起到一定的屏蔽作用。
本节主要学了以下几个问题：
1．静电平衡状态下导体的电场
学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点
2．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）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。
3．尖端放电
了解了尖端放电现象及其应用。
4．静电屏蔽
了解了静电屏蔽现象及其应用。
1．当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（       ）
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
C
2．将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A，如所示，以下说法正确的是： （　　 ）
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
ＢＤ
３：如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?
1.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是 ( )
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
C
巩固练习
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（　　　）
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。
ＣＤ
Ｂ
Ａ
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（ ）
A.Ea>Eb>Ec
B. Ea=Eb>Ec
C. Ea=Eb=Ec
D. Ea>Ec> Eb
D
b
c
a
思考：abc三点电势有什么关系？
Фa >Фb> Фc
2010年高考试题
15. 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
B