1.7 静电现象的应用（课件+word）-《优化指导》2019版新课标同步课堂物理（人教版选修3-1）

第7节　静电现象的应用 1．知道静电感应产生的原因． 2．理解静电平衡状态，掌握导体处于静电平衡状态时它内部的电场强度及电荷分布特性． 3．知道静电屏蔽及其作用． 4．了解尖端放电现象．[来源:学.科.网Z.X.X.K] [对应学生用书P22] 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电感应现象 把导体放入电场，导体内部的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象． 2．静电平衡状态 导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于零，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态． 3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零. (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直. (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面. 二、导体上电荷的分布、尖端放电 1．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越大，凹陷的位置几乎没有电荷. 3．尖端放电 (1)空气的电离：导体尖端的电荷密度很大，电场很强，带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使空气分子的正负电荷分离的现象． (2)尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象． ◎ 1．判断正误 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零．(√) (2)处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0.(√) (3)静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态．(×) (4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×) (5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开．(×) (6)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零．(√) 2．探究思考 如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？ 提示　不带电．将金属球放于金属球壳内部后，它们组成一个新的金属导体，而电荷只分布于导体的外表面． [对应学生用书P23] 探究点一　静电平衡状态下的导体 如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题： (1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？ (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？ 提示　(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动． (2)不能．感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止． 1．处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′. 2．孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0. 3．处于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面，所以导体表面的电场线应与导体表面垂直． 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后(　　) A．a端的电势比b端的高 B．b端的电势比d点的低 C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处电场强度的方向由a指向b [思路点拨]　(1)沿电场线方向电势降低． (2)静电平衡时，导体内部场强处处为0，表面是等势面． B　[首先画出电场线，沿电场线方向电势降低，b端电势比d点低，B选项正确；金属杆ab在静电平衡后是一个等势体，a端电势等于b端电势，都比d点低，A、C选项均错误；静电平衡后的导体内部电场强度处处为零，D选项错误．] 求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法是： (1)先求出外电场场强E外的大小和方向． (2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E合＝0. (3)由E外＋E感＝0，求出感应电场E感的大小和方向． [针对训练] 1．如图所示，将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近A端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷．则以下说法中正确的是(　　) A．A端接一下地，导体将带正电荷 B．A端接一下地，导体将带负电荷 C．导体的A端电势低，B端电势高 D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0 B　[到达静电平衡状态以后，A处带负电，B处带正电，当A端接一下地，会使大地的电子流入枕形导体，导体B处电荷被中和，则导体将带负电．故A错误，B正确；枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向金属棒的左边运动，金属棒的右端因少了多余的电子而带正电，左端因多余电子而带负电；但导体是个等势体；故C错误；到达静电平衡状态以