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【赢在课堂】2014年高中物理(新课标人教版)选修3-1配套课件 7 静电现象的应用


7 静电现象的应用 目录 退出 课前预习导学 目标导航 学习目标 1. 能说出静电平衡的概念 及其产生条件。 2. 熟记静电平衡状态的导体的 特点。 3. 会分析关于静电屏蔽的相关 问题。 重点 : 静电平衡状态的产生条件 及对应导体的特点。 难点:静电屏蔽的原理及应用。 重点难点 目录 退出 预习导引 1.静电平衡状态下导体的电场 (1)静电平衡状态:导体中(

包括表面)自由电子不再发生移动,我们 就认为导体达到了静电平衡状态。 (2)静电平衡状态下导体的特点: ①处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。 ②处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体,它的表面是一个 等势面。 ③表面处的电场强度不为零,表面处的电场强度方向跟导体表面 垂直。 目录 退出 2.导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体,内部没有电荷,电荷只分布在导体的 表面。 (2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积上的电荷量) 越大,凹陷的位置几乎没有电荷。 目录 退出 3.尖端放电 (1)电离:使空气分子中的正负电荷分离,这种现象叫做空气的电离。 (2)尖端放电:导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,使周围中 性空气分子电离,变成带电离子,这些带电离子在强电场的作用下加速, 会使更多的空气分子电离,产生大量的正负离子,与导体尖端的电荷符 号相反的离子被吸引到尖端,跟尖端上的电荷中和,这相当于尖端失去 电荷,这种现象叫做尖端放电。 (3)应用与防止:应用:避雷针;防止:高压输电设备的表面尽量做得 光滑,避免放电。 目录 退出 4.静电屏蔽 导体处于静电平衡时,内部电场强度处处为零,表现为电中性,若导 体是空腔的,空腔部分的电场强度也处处为零,无论导体外部的电场是 什么样的,电场都不会深入到导体内部,金属壳的这种作用叫做静电屏 蔽。 目录 退出 预习交流 飞机在云层与云层之间或起飞、着陆时都 有可能遭遇雷击。 但是当飞机遭遇雷击时,电流 可以从雷电云达到飞机头部,纵向流过机身外 壳,最后从机尾凌空打到地上或从其中一机翼 打过另一机翼,横向流过机身。但不管怎样,闪 电都只会沿着飞机外壳流过,而不会进入机内对乘客造成伤害,你知道 这是为什么吗? 答案:飞机外壳是金属材料的,它会在雷击时形成静电屏蔽,保护飞 机内的乘客。 目录 退出 课堂合作探究 问题导学 一、静电平衡状态及其特点 活动与探究 1 1.放入电场中的导体内自由电子怎样移动?电子的聚集最终会出现 怎样的结果?试讨论当外电场、 导体在电场中的位置或导体的形状发生 变化时,还要继续发生静电感应现象吗?如果继续发生静电感应现象,最 终结果是什么? 目录 退出 答案:将呈电中性状态的金属导体放入电场强度为 E0 的静电场中, 导体内自由电子便受到与电场强度 E0 方向相反的静电力作用。除了做 无规则热运动,自由电子还要向电场 E0 的反方向做定向移动,并在导体 的一个侧面聚集,使该侧面出现负电荷,而相对的另一侧出现“过剩”的 等量的正电荷,导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷。 等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强度 E', 在导体内任一点的电场强度可表示为:E 内=E0+E',因附加电场 E'与外电 场 E0 方向相反,叠加的结果削弱了导体内部的电场,随着导体两侧感应 电荷继续增加,附加电场 E'增强,电场强度之和 E 内将逐渐减小,当 E 内=0 时,自由电子的定向运动也就停止了。这时就达到了静电平衡状态。 当外电场、

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