新課標(biāo)人教版3-1選修三17《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》PPT課件2

7、 靜 電 現(xiàn) 象 的 應(yīng) 用 1、 靜 電 感 應(yīng) 把 金 屬 導(dǎo) 體 放 在 外 電 場 E0中 ， 由 于 導(dǎo) 體 內(nèi) 的 自 由 電 子 受 電 場 力作 用 而 定 向 移 動 ， 使 導(dǎo) 體 表 面 出 現(xiàn) 感 應(yīng) 電 荷 的 現(xiàn) 象 叫 靜 電 感 應(yīng) 。靜 電 平 衡 狀 態(tài) 下 導(dǎo) 體 的 電 場E0AB CD - - - -0E2.靜 電 平 衡- - - -1、 導(dǎo) 體 中 自 由 電 荷在 電 場 力 作 用 下 將 發(fā)生 定 向 移 動 . EEE2、 導(dǎo) 體 兩 端 出 現(xiàn) 感 應(yīng)電 荷 ,感 應(yīng) 電 荷 在 導(dǎo) 體 中中 產(chǎn) 生 反 方 向 的 附 加 場 . 0E- E-3、 感 應(yīng) 電 荷 的 電 場 增 到與 外 電 場 相 等 時 ， 導(dǎo) 體 內(nèi)合 場 強(qiáng) 為 零 。 自 由 電 荷 的定 向 移 動 停 止 . 0E-E=04、 靜 電 平 衡 ： 導(dǎo) 體中 無 電 荷 定 向 移 動的 狀 態(tài) ,就 叫 靜 電 平衡 狀 態(tài) . 靜 電 平 衡 發(fā) 生 靜 電 感 應(yīng) 的 導(dǎo) 體 ， 當(dāng) 感 應(yīng) 電 荷 產(chǎn) 生 的 附加 電 場 E和 原 電 場 E在 導(dǎo) 體 內(nèi) 疊 加 為 零 ， 即 E=E時 ， 自 由 電 子 停 止 定 向 移 動 ， 這 時 導(dǎo) 體 所 處 的 狀態(tài) 叫 靜 電 平 衡 狀 態(tài) 。 EE EE合=0 3、 處 于 靜 電 平 衡 狀 態(tài) 導(dǎo) 體 的 特 點(diǎn) ：（ 1） 導(dǎo) 體 內(nèi) 部 的 場 強(qiáng) 處 處 為 零（ 2） 整 個 導(dǎo) 體 是 一 個 等 勢 體 ， 表 面 是 一 個 等 勢 面 BA BAAB qqUW 0)( + + + + +- - - -E 結(jié)論：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其表面任一點(diǎn)場方向跟該點(diǎn)表面垂直。 3、 處 于 靜 電 平 衡 狀 態(tài) 導(dǎo) 體 的 特 點(diǎn) ：（ 1） 導(dǎo) 體 內(nèi) 部 的 場 強(qiáng) 處 處 為 零（ 2） 整 個 導(dǎo) 體 是 一 個 等 勢 體 ， 表 面 是 一 個 等勢 面（ 3） 導(dǎo) 體 外 部 電 場 線 與 導(dǎo) 體 表 面 垂 直 例 1： 如 圖 所 示 接 地 金 屬 球 A的 半 徑 為 R， 球 外點(diǎn) 電 荷 的 電 量 為 Q， 到 球 心 的 距 離 為 r， 該 點(diǎn)電 荷 的 電 場 在 球 心 的 場 強(qiáng) 等 于 多 少 ？ QR rA方 向 沿 QO指 向 O ,rQkE感 應(yīng) 電 荷 無 關(guān)點(diǎn) 電 荷 Q產(chǎn) 生 的 場 強(qiáng) 與:解 2 EE注 意 ： E、 E和 E合 的 區(qū) 別E由 外 電 場 決 定 ， E=E， E 合 =0 oE是點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場（即外電場），E是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場（附加場），E合是兩個電場疊加后的合電場 注 意 ：（ 1） 用 導(dǎo) 線 把 導(dǎo) 體 接 地 或 用 手 觸 摸 導(dǎo) 體 時 ，可 把 導(dǎo) 體 和 地 球 看 成 一 個 大 導(dǎo) 體（ 2） 一 般 取 無 窮 遠(yuǎn) 處 或 大 地 的 電 勢 為 零 。 練習(xí)1：帶電量分別為+Q和-Q的兩個點(diǎn)電荷相距為r，在兩點(diǎn)電荷之間放入一個不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，感應(yīng)電荷在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為多大？方向怎樣？+Q -QO EEE 221 2221 rQ8kEEE rQ4k)2r( QkEE解: 方向水平向左 法 拉 第 圓 筒 實(shí) 驗(yàn) :12用 兩 個 帶 有 絕 緣 手 柄 的 金屬 小 球 分 別 接 觸 帶 有 電 荷的 金 屬 圓 筒 的 內(nèi) 壁 和 外 壁 .導(dǎo) 體 上 電 荷 的 分 布 法 拉 第 圓 筒 實(shí) 驗(yàn) : 12和 外 壁 接 觸 的 小 球 使 驗(yàn) 電器 箔 片 張 開 ,表 明 金 屬 筒 外壁 有 電 荷 分 布 . 法 拉 第 圓 筒 實(shí) 驗(yàn) : 12和 內(nèi) 壁 接 觸 的 小 球不 能 使 驗(yàn) 電 器 箔 片張 開 ,表 明 金 屬 筒內(nèi) 壁 沒 有 電 荷 分 布 . 靜 電 平 衡 時 導(dǎo) 體 上 電 荷 的 分 布 的 特 點(diǎn)（ 1） 導(dǎo) 體 內(nèi) 部 沒 有 電 荷 ， 電 荷 只 分 布 在導(dǎo) 體 的 外 表 面（2） 在 導(dǎo) 體 表 面 ， 越 尖 銳 的 位 置 ， 電 荷密 度 （ 單 位 面 積 的 電 荷 量 ） 越 大 ， 凹 陷的 位 置 幾 乎 沒 有 電 荷 尖 端 放 電尖 端 放 電 的 原 理 是 什 么 ？導(dǎo) 體 尖 銳 部 位 的 電 荷 特 別 密 集 ， 尖 端 附 近 的 電 場 特 別 強(qiáng) ，會 把 空 氣 分 子 “ 撕 裂 ” ， 使 分 子 中 的 正 負(fù) 電 荷 分 離 ， 這種 現(xiàn) 象 叫 電 離 。尖 端 放 電 的 原 理 有 何 應(yīng) 用 ？中 性 的 分 子 電 離 后 變 成 帶 負(fù) 電 的 自 由 電 子 和 帶 正 電 的 離 子 ，這 些 帶 電 的 粒 子 與 導(dǎo) 體 尖 端 的 電 荷 異 號 粒 子 ， 由 于 被 吸 引而 奔 向 尖 端 ， 與 尖 端 上 的 電 荷 中 和 ， 這 相 當(dāng) 于 導(dǎo) 體 從 尖 端失 去 電 荷 。 這 個 現(xiàn) 象 叫 尖 端 放 電 。避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施 - + 思 考 :空 心 導(dǎo) 體 殼 內(nèi) 的 驗(yàn) 電 器 箔 片 會 張 開 嗎 ?靜 電 屏 蔽 :靜 電 平 衡 時 ,空 心 導(dǎo) 體 殼 可 保 護(hù) 其 內(nèi) 部 區(qū) 域 不 受 外 電 場 影 響 的 現(xiàn) 象 .不 會 因 為 導(dǎo) 體 殼內(nèi) 部 合 場 強(qiáng) 為 零 . +思考:用金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住,會怎樣呢? +思 考 :用 金 屬 網(wǎng) 罩 將 驗(yàn) 電 器 罩 住 ,會 怎 樣 呢 ?該 現(xiàn) 象 表 明 金 屬 網(wǎng) 罩 也 能 起 到 靜 電 屏 蔽 作 用 .類 似 事 例 :通 訊 電 纜 外 包 金 屬 層 ,電 學(xué) 儀 器 外 套 金 屬 罩 . 思考:電力工作人員有時需要帶電作業(yè)，怎 樣才能保證他們的生命安全？ 全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣，帽，鞋，手套等。 練習(xí) 當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時，其場強(qiáng)的特征是：( ) A.外電場E0消失。 B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E為零。 C.導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)E內(nèi) = E0 + E=0。 D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強(qiáng)均為零。C A B例2：如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不于B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則：A、B的空腔內(nèi)電場強(qiáng)度為零B、B不帶電C、B的內(nèi)外表面電勢相等D、B帶負(fù)電B的外部電場強(qiáng)度為零嗎？