高中物理《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》課件（36張PPT）（新人教選修3-1）河南專用

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 E 置于電場(chǎng)中的導(dǎo)體 自由電荷受電場(chǎng)力作用 將發(fā)生定向移動(dòng) 一 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng) E 在導(dǎo)體兩端 積聚等量異種電荷 即靜電感應(yīng)現(xiàn)象 E 感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)E 與原電場(chǎng)疊加 只要內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)不為零 自由電子就會(huì)繼續(xù)做定向移動(dòng) E E 當(dāng)內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí) 即E E時(shí) 電荷不再發(fā)生定向移動(dòng) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體 內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零 E E E E內(nèi) 0 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng) 導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零導(dǎo)體是等勢(shì)體 表面為等勢(shì)面導(dǎo)體外部表面附近場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)的表面垂直 若不為零會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象 若不垂直會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象 靜電平衡狀態(tài) 為什么會(huì)如此 1 處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體 內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零 2 處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體 它的表面是個(gè)等勢(shì)面 3 導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直 5 對(duì)于一孤立的帶電導(dǎo)體 內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零的本質(zhì)是 導(dǎo)體表面所帶全部電荷在內(nèi)部任一處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和為零 靜電平衡的特點(diǎn) 小結(jié) 地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體 可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài) 所以它是一個(gè)等勢(shì)體 這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因 二 導(dǎo)體上電荷的分布 研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷 現(xiàn)象 甲 A的箔片張角逐漸增大乙 A的箔片始終沒有張開 結(jié)論 導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷 電荷分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集 凹陷的位置幾乎沒有電荷 為什么 為什么 法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) 1 導(dǎo)體內(nèi)沒有電荷 電荷只分布在導(dǎo)體的表面 2 在導(dǎo)體表面 越尖銳的位置 電荷的密度越大 導(dǎo)體上電荷的分布小結(jié) 1 空氣的電離 強(qiáng)電場(chǎng)使空氣分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離 2 尖端放電 在強(qiáng)電場(chǎng)作用下 物體尖端部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象稱為尖端放電 在強(qiáng)電場(chǎng)作用下 物體曲率大的地方 如尖銳 細(xì)小的頂端 彎曲很厲害處 附近 等電位面密 電場(chǎng)強(qiáng)度劇增 致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象 稱為電暈放電 而尖端放電為電暈放電的一種 專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象 三 尖端放電 尖端放電 導(dǎo)體尖端電荷密度大 尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng) 空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng) 空氣電離 正負(fù)電荷奔向異種電荷 尖端失去電荷 尖端放電 應(yīng)用 避雷針 閃電防護(hù) 雷鳴電閃時(shí)在室外的人 為防雷擊 應(yīng)當(dāng)遵從四條原則 一是人體應(yīng)盡量降低自己 以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中 所以人長(zhǎng)得高還是一件非常痛苦的事情 二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因 跨步電壓 造成傷害 所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近 兩點(diǎn)間很大的電位差 如若人的兩腳分得很開 分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn) 則兩腳間便形成較大的電位差 有強(qiáng)電流通過(guò)人體使人受傷害 第三是不可到孤立大樹下和無(wú)避雷裝置的高大建筑體附近 不可手持金屬體高舉頭頂 第四是不要進(jìn)水中 因水體導(dǎo)電好 易遭雷擊 總之 應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處 雙腳合攏地站立或蹲下 以減少遭遇雷的機(jī)會(huì) 閃電防護(hù) 四 靜電屏蔽 1 靜電屏蔽 1 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)空腔導(dǎo)體能把外電場(chǎng)擋住 空腔內(nèi)沒有電場(chǎng) 空腔內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響 2 靜電屏蔽導(dǎo)體殼 金屬網(wǎng)罩 能保護(hù)它所包圍的區(qū)域 使這個(gè)區(qū)域不受外電場(chǎng)的影響 這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽 電子儀器外套金屬網(wǎng)罩 通訊電纜外包一層鉛皮等 超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服 是用包含金屬絲的織物制成的 兩位英國(guó)科學(xué)家08年在倫敦進(jìn)行一次危險(xiǎn)的電力學(xué)表演 其中一名科學(xué)家將把另一位科學(xué)家關(guān)進(jìn)一個(gè)鐵籠子里 然后用數(shù)百萬(wàn)伏特的電流對(duì)其進(jìn)行電擊 鑒于表演的危險(xiǎn)性 兩名科學(xué)家事先都買好了價(jià)值1200萬(wàn)英鎊的保險(xiǎn) 電場(chǎng)如何分布 如圖所示在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢的靠近時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 A B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B 導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大C 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)D 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M N兩點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)相等 AC 長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電 現(xiàn)將一電荷量為 q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方 如圖所示 達(dá)到靜電平衡后 棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)有多大 方向如何 本節(jié)主要學(xué)了以下幾個(gè)問(wèn)題 1 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)學(xué)習(xí)了靜電平衡 靜電平衡狀態(tài)的概念 知道靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零 學(xué)習(xí)了靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)2 導(dǎo)體上電荷的分布 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 電荷的密度越大 3 尖端放電了解了尖端放電現(xiàn)象及其應(yīng)用 4 靜電屏蔽了解了靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用 1 關(guān)于靜電平衡 下列說(shuō)法中正確的是 A 當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí) 導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)一定相等B 當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí) 其外表面附近的電場(chǎng)方向一定與導(dǎo)體的表面垂直C 絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)D 達(dá)到靜電平衡時(shí) 電荷分布在導(dǎo)體的外表面 ABD 2 在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B 下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開的是 A 用取電棒 帶絕緣柄的導(dǎo)體棒 先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B 用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C 用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒的導(dǎo)體部分相連 再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D 使驗(yàn)電器A靠近B BCD 3 在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為 Q的點(diǎn)電荷 用E表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 則 A 當(dāng) Q在球殼中央時(shí) E 0B 不論 Q在球殼內(nèi)何處 E一定為零C 只有當(dāng) Q在球心且球殼接地時(shí) E 0D 只要球殼接地 不論 Q在球殼內(nèi)何處 E一定為零 D 4 一個(gè)不帶電的空心金屬球 在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷 圖中的哪一個(gè)能正確表示其電場(chǎng)分布的情況 B 5 如圖所示 一帶正電的絕緣金屬球殼A 頂部開孔 有兩只帶正電的金屬球B C用金屬導(dǎo)線連接 讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示的位置 C球放在A球殼外離A球較遠(yuǎn) 待靜電平衡后 正確的說(shuō)法是 A B C球都帶電B B球不帶電 C球帶電C 讓C球接地后 B球帶負(fù)電D C球接地后 A球殼空腔中場(chǎng)強(qiáng)為零 BC 6 有一絕緣空心金屬球A 帶有4 10 6C的正電荷 一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B 帶有2 10 6C的負(fù)電荷 若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸 如圖所示 則B球上電量為 C A球上電荷量為 C 分布在 0 2X10 6 外表面 7 如圖所示 在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B 電荷量分別為 Q和 2Q 它們相距L 如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r 2r L 的空心金屬球 且球心位于O點(diǎn) 則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小 方向 12KQ L2 BA 再見 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全