9.4 静电的防止与利用（课件）-2020-2021学年新教材高中物理必修三精品备课（新人教版）（共37张PPT）

新人教版 必修三 第九章 静电场及其应用 第4节 静电的防止与利用 新教材 新高考 自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？ 新知导入： 新教材 新高考 把一只小鸟放入一个用金属网制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高压电场中，鸟会安然无恙吗？ 如果人在金属笼子里，给笼子加上高压电，人安全吗？ 新知导入： 新教材 新高考 金属导体的微观结构 电子 原子核 金属导体内部的外层电子与带正电的原子核间的相互作用比较弱，故容易脱离且在金属内部游离，称为自由电子，金属导体的整体就是由大量的在平衡位置附近做无规则热振动的正离子和无规则热振动的自由电子组成。 那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？ 新教材 新高考 把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 一、静电感应 — — — — — — — — — 新教材 新高考 二、静电平衡 — — — — — — — — — 2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场。 1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。 导体内部感应电荷产生了与外电场相反的电场. 新教材 新高考 3.感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。 - + - + - + - + 4.静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态。 - + - + - + - + - + 新教材 新高考 - + - + - + - + - + - + - + - + - + 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场 和原电场E在导体内叠加为零，即 =E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。 新教材 新高考 新教材 新高考 1.静电平衡状态 + + + + + + + + 导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度 导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态，叫做静电平衡状态。 新教材 新高考 2.静电平衡的特点 (1).处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 (2).导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 新教材 新高考 例1.关于静电平衡，下列说法中正确的是( ） A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面 ABD 新教材 新高考 拓变1、若此时断开C与地的连线， B、C端带什么电荷？整个导体净余什么电荷？ 整个导体带负电荷 负电荷 A B C B 端带负电荷，C 端无净电荷 B端负电荷，C端无电荷 例2.如图所示，A带正电，若导体C端接地，问B、C端各带什么电荷？ 拓变2、若B端接地，整个导体净余什么电荷？ 新教材 新高考 三.静电平衡时导体上电荷的分布的特点 法拉第圆筒实验 新教材 新高考 新教材 新高考 导体上电荷的分布的特点 1.静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。 2.处于静电平衡状态的导体，在导体的外表面尖端（半径小或曲率大）电荷分布密度大（即单位面积电荷量多），故尖端电场强度大，而凹陷的位置几乎没有电荷。 新教材 新高考 四.尖端放电 1、导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。 2、那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。 3、应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 新教材 新高考 避雷针的避雷过程 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 空气电离 正负电荷奔向异种电荷 尖端失去电荷 尖端放电 将闪电导入大地 新教材 新高考 高压设备 1、避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。 2、现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，是一种微弱的尖端放电。 新教材 新高考 新教材 新高考 例3.如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电(负电)的小球P缓慢地靠近(不相碰)，下列说法中正