《静电现象的应用》(课件)

1、静电现象的应用静电现象的应用带电鸟笼里的鸟安然无恙带电鸟笼里的鸟安然无恙【复习提问复习提问】1. 电场最基本的性质是什么？电场最基本的性质是什么？2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？-2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？-E2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中-E2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ -E2. 思考思考（1）金属导体的

2、微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ -E2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？-+E2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ -+E2. 思考思考（1

3、）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？-+E2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？E -+E2. 思考思考（1）金属导体的微观

4、结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？E合合= E -E E 2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？ E-+2. 思考思考（1）金属导体的微观

5、结构如何？）金属导体的微观结构如何？ 将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？ （5）最终会出现怎样的现象？）最终会出现怎样的现象？E-+2. 思考思考（1）金属导体的微观结构如何？）金属导体的微观结构如何？（2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？）自由电子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？）电子的积聚会出现怎样的结果？ （5）最终会出现怎样的现象？）最终会出现怎样的

6、现象？E-+E合合=0静电平衡状态静电平衡状态1.swf（一）静电平衡状态下导体的电场（一）静电平衡状态下导体的电场一一. 静电平衡状态静电平衡状态发生静电感应的导体，当感应电荷产生发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场的电场E和原电场和原电场E在导体内叠加为零，自在导体内叠加为零，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态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。叫静电平衡状态。E合合=0练习练习1.当导体达到静电平衡状态时，其当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是场强的特征是( )A.外电场外电场E0消失。消失。B.感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E为零。为零。C.导体内

7、部合场强导体内部合场强E内内 = E0 + E=0。D.导体表面和内部场强均为零。导体表面和内部场强均为零。1.当导体达到静电平衡状态时，其当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是场强的特征是( )A.外电场外电场E0消失。消失。B.感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E为零。为零。C.导体内部合场强导体内部合场强E内内 = E0 + E=0。D.导体表面和内部场强均为零。导体表面和内部场强均为零。C练习练习2. 静电平衡状态下导体的特性：静电平衡状态下导体的特性：处于静电平衡状态的导体，处于静电平衡状态的导体，内部内部的场强处处为零。的场强处处为零。2. 静电平衡状态下导体的特性：静电平衡状

8、态下导体的特性：处于静电平衡状态的导体，处于静电平衡状态的导体，内部内部的场强处处为零。的场强处处为零。静电平衡状态的静电平衡状态的导体是个等势体导体是个等势体，它的它的表面是个等势面表面是个等势面。2. 静电平衡状态下导体的特性：静电平衡状态下导体的特性：处于静电平衡状态的导体，处于静电平衡状态的导体，内部内部的场强处处为零。的场强处处为零。静电平衡状态的静电平衡状态的导体是个等势体导体是个等势体，它的它的表面是个等势面表面是个等势面。处于静电平衡状态的导体表面上处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面任一点场强方向与该点表面垂直垂直。2. 静电平衡状态下导体的特性：静电平衡状态

9、下导体的特性：（二）导体上的电荷分布（二）导体上的电荷分布法法拉拉第第圆圆筒筒实实验验法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验2.flv（二）导体上的电荷分布（二）导体上的电荷分布法法拉拉第第圆圆筒筒实实验验结论：结论：平衡时导体内部没有电荷，其电荷只平衡时导体内部没有电荷，其电荷只 分布在外表面。分布在外表面。思考：思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？思考：思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？均匀球形导体均匀球形导体 处于静电平衡状态的导体电荷处于静电平衡状态的导体电荷分布在导体的外表面。分布在导体的外表面。处于静电平衡

10、状态的导体其表处于静电平衡状态的导体其表面的电荷分布规律为尖端附近电荷分面的电荷分布规律为尖端附近电荷分布较多，凹进部分电荷分布较少。布较多，凹进部分电荷分布较少。尖端放电尖端放电3.flv（三）尖端放电（三）尖端放电（三）尖端放电（三）尖端放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？（三）尖端放电（三）尖端放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？ 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子电场特别强，会把空气分子“撕裂撕裂”，使分子中，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。的正负电荷分离，这种现象叫电离。（三）尖端放电（

11、三）尖端放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？ 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子电场特别强，会把空气分子“撕裂撕裂”，使分子中，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。的正负电荷分离，这种现象叫电离。 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫尖端放电。中和，这个现象叫尖端放电。（三）尖端放电（三）尖端

12、放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？ 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子电场特别强，会把空气分子“撕裂撕裂”，使分子中，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。的正负电荷分离，这种现象叫电离。尖端放电的原理有何应用？尖端放电的原理有何应用？ 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫尖端放电。中和，这个

13、现象叫尖端放电。（三）尖端放电（三）尖端放电尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理是什么？ 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子电场特别强，会把空气分子“撕裂撕裂”，使分子中，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。的正负电荷分离，这种现象叫电离。尖端放电的原理有何应用？尖端放电的原理有何应用？ 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的

14、电荷中和，这个现象叫尖端放电。中和，这个现象叫尖端放电。避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施应用应用 避雷针避雷针闪电防护闪电防护闪电防护闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则。遵从四条原则。闪电防护闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则。遵从四条原则。一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情。件非常痛苦的事情。闪电防护闪

15、电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则。遵从四条原则。一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情。件非常痛苦的事情。二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因止因“跨步电压跨步电压”造成伤害。所谓跨步电压是造成伤害。所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则

16、两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害。使人受伤害。闪电防护闪电防护闪电防护闪电防护第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。闪电防护闪电防护第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。第四是不要进水中，因水体导电好，易遭第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击。雷击。闪电防护闪电防护第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的第三是

17、不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。第四是不要进水中，因水体导电好，易遭第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击。雷击。总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会。蹲下，以减少遭遇雷的机会。（四）静电屏蔽（四）静电屏蔽静电屏蔽静电屏蔽4.swf（四）静电屏蔽（四）静电屏蔽小鸟静电屏蔽小鸟静电屏蔽5.mpg（四）静电屏蔽（四）静电屏蔽1. 静电屏蔽：静电屏蔽：导体壳或金属网罩（无论导体壳或金属网罩（无论接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部接地与否）可以把外部电场遮住，

18、使其内部不受外电场的影响，这种现象叫做不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽静电屏蔽。2. 解释：解释：（四）静电屏蔽（四）静电屏蔽1. 静电屏蔽：静电屏蔽：导体壳或金属网罩（无论导体壳或金属网罩（无论接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部不受外电场的影响，这种现象叫做不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽静电屏蔽。2. 解释：解释：处于静电平衡状态的导体，内处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，将导体挖空，变成一个导部场强处处为零，将导体挖空，变成一个导体壳，壳内的场强仍处处为零，金属网罩可体壳，壳内的场强仍处处为零，金属网罩可以起到导体壳的作用，所以能使导体壳内或以起到导体壳的作用，所以能使导体壳内或金属网罩内的区域不受外部电场的影响。金属网罩内的区域不受外部电场的影响。3. 静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用3. 静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用（1）电学仪器和电子设备外面的金）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的一层铅皮，可以属罩，通讯电缆外面包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰防止外电场的干扰（2）电力工人高压带电作业，全身）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制