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文档简介
闪电是如何形成的?富兰克林统一天电、地电第一章静电场第一节电荷及其守恒定律一、电荷1、自然界中有两种电荷(富兰克林命名)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。+_(1)正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷(2)负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2、使物体带电的方法:(1)、摩擦起电微观解释:电子从一个物体转移到另一个物体上。得到电子:带负电失去电子:带正电(2)、接触带电微观解释:2、使物体带电的方法:电荷从一个物体转移到另一个物体电荷中和现象及电荷均分原理:(1)带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性,这种现象叫做电中和现象。(2)两个相同的带电金属导体接触后,电荷要重新平均分配,这种现象叫做电荷均分原理。
3、感应起电:
除了摩擦起电,接触起电还有没有其他的起电方式呢?
把带电体移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫做感应起电。感应起电:3、感应起电使物体带电的方法:起电原因:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。验电器感应起电的解释
电荷在验电器的不同部分间转移,使金属小球和箔片都带上了等量异号电荷,使箔片张开。
电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷总量保持不变。二、电荷守恒定律
感应起电中枕形导体带电前后总电荷量是否发生变化?结论:总电荷量没有发生改变。大量事实表明,摩擦起电中,这两个相摩擦的物体带电前后总电荷量各是多少(1)电荷的多少如何表示?它的单位是什么?(2)什么是元电荷?一个电子就是一个元电荷吗?电荷量:电荷的多少,简称电量。单位:库仑C一个电子所带电量为元电荷比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍三、元电荷(3)元电荷的数值是多少?它的数值最早是由哪位物理学家测定的?元电荷的值美国科学家密立根(4)什么是比荷?电子的比荷是多少?带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有10-7C负电荷。这些电荷的电子数目跟地球人口(66亿)相比,哪个大?相差多少倍?解:元电荷为1.60×10-19C,梳子带10-7C电荷量,则电子数目
地球人口66亿=6.6×109,远小于梳子上电子数目,梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。1.对元电荷的理解,正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷就是质子C.元电荷表示所带电量跟电子电量数值相等D.物体所带电量只能是元电荷的整数倍CD2.对物体带电现象的叙述,正确的是()A.物体带电一定具有多余的电子B.摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程C.物体所带电荷量可能很小,甚至小于eD.电中和是等量异种电荷完全相互抵消的现象BD3、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后,在导体A中的质子数()
A.增加B.减少
C.不变D.先增加后减少C4、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位,关于元电荷,下列论述正确的是:()
A、把质子或电子叫元电荷.
B、1.60×10-19C的电量叫元电荷.
C、电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷.
D、质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷.BCD5、把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是()
A.带有等量异种电荷
B.带有等量同种电荷
C.带有不等量异种电荷
D.一个带电,另一个不带电BCD6、有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则:()
A.B、C球均带负电
B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电
D.B、C球都不带电C++++++A.导体B带负电;B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等;C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量;D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.AB7、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:9、如图所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置.用手接触B端,移去手指再移去Q,AB带何种电荷__________.若手的接触点改在A端,情况又如何___________。负电荷负电荷AB+Q10、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是()
A.a带正电,b带负电
B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电
D.a、b均带负电
E.a、b均不带电abcC11、某人做静电感应实验,有下列步骤及结论:①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙,但甲、乙两球不接触。②用手指摸甲球。③手指移开。④移开乙球。⑤甲球带正电。⑥甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有()
A.①→②→③→④→⑥B.①→②→④→③→⑥C.①→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤BC闪电现象解释
剧烈的气流运动使云层相互摩擦,摩擦导致云层间异种电荷大量积聚(摩擦起电)。靠近地面云层中电荷的大量积聚,会使地面因静电感应而产生电荷积聚(感应起电)。云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气,瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光,叫闪电。验电器静电计如何判断物体是否带电呢?金属箔片金属球金属杆金属指针选用验电器检验物体是否带电静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针,指针可以绕水平轴灵活转动,外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。静电计的外壳一定是金属的,金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器,它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响,它一般是用玻璃制作的。验电器与静电计在结构上的不同
被检验物体接触验电器金属球时,将电荷传到箔片上,使两个箔片带上同种电荷。同种电荷会相互排斥,使两个箔片张开一定角度,从而判断被检验物体带电。验电器检验物体带电的原理+++++++----++验电器思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.验电器的主要作用有:(1)检验导体是否带电。(2)检验导体所带电性。
验电器与静电计在作用上的不同
静电计也称作指针式验电器,这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构,使得它又具备验电器不能替代的某些作用。(1)定量测量两导体间的电势差。(2)定量测量某导体的电势。高中物理
选修3-1第一章静电场库仑定律定性研究1.与距离的关系2.与电量的关系F随r的增大而减小F随Q
的增大而增大高中物理
选修3-1电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关?猜想电荷量电荷间距离一定量研究库仑扭秤实验1、实验采取的研究方法?控制变量法2、如何设计实验?库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验高中物理
选修3-1(1)电量一定时,F与r的关系。(2)r一定时,F与Q1×Q2。575.508.5第3次144018第2次36036第1次偏角距离次数库仑的实验数据Q一定3.9974.000Fn/Fn-1库仑简介
库仑
(1736-1806)
电学是物理学的一个重要分支,在它的发展过程中,很多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献。法国物理学家查利·奥古斯丁·库仑就是其中影响力非常巨大的一员。库仑在1785年到1789年之间,通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究,连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。
1785年,库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年,他在给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实验装置,测试经过和实验结果。高中物理
选修3-1库仑扭秤投影式装置AB库仑定律高中物理
选修3-1(静电力或库仑力)其中k为静电力常量,k=9.0×109N·m2/C2.库仑力的方向:在二者的连线上.
两半径均为r的金属小球,两球的边缘相距为r,今使两球带上等量的异种电荷Q,求两电荷间的库仑力F的大小?r高中物理
选修3-1学以致用类比:对于质量为ml和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式,当两物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大,这样的说法正确吗?库仑定律高中物理
选修3-1
点电荷1、看成点电荷的条件:①带电体之间的距离比它们自身的大小大得多②电荷均匀分布时可等效为带电体中心的距离2、点电荷是一个理想化模型.(静电力或库仑力)其中k为静电力常量,k=9.0×109N·m2/C2.高中物理
选修3-1
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们电量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。真空中、点电荷适用范围内容
真空中两个完全相同的带等量电荷的金属球A和B(可看作点电荷),分别固定在两处,两球间的静电引力为F,用一个不带电的完全相同的金属球C先与A接触,再与B接触,然后移去C,则A、B之间的静电力为
F;若再使A、B球间的距离增大一倍,它们之间的静电力为
F。学以致用高中物理
选修3-1静电引力氢原子核(即质子)的质量是1.67×10-27kg,电子的质量是9.1×10-31kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。学以致用高中物理
选修3-1相同处:大小与距离平方成反比。相异处:库仑力的来源为电荷,万有引力的来源为质量。库仑力有吸引力与排斥力,万有引力只有吸引力。电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多.因此研究微观粒子间的相互作用时,经常把万有引力忽略不计。
通过这道题目请你对库仑力与万有引力做一下比较
高中物理
选修3-1课堂小节高中物理
选修3-1库仑定律:适用范围:真空中、点电荷内容:演示实验猜想定量研究库仑定律定性研究实验应用库仑定律同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用,那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢?1、可能跟电荷电量有关2、可能与两个电荷间的距离有关探究影响电荷间相互作用力的因素实验表明:电荷之间的作用力(1)随电荷量的增大而增大(2)随距离的增大而减少
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.1.F与r有关
库仑的实验研究方法:控制变量法结论:保持两球上的电量不变,改变两球之间的距离r,从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比,即F∝1/r22.F与q有关
结论:保持两球间的距离不变,改变两球的带电量,从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比,即F∝q1q2研究仪器:库仑扭秤库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。大小:K为静电力常量:K=9.0×109N·m2/C2方向:在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸.计算大小时只将电荷量的绝对值代入.库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。适用范围:1.真空中;2.点电荷.在空气中的结果与真空中相差很小,因此在空气中也可使用真空中的公式点电荷
1、在研究带电体间的相互作用时,如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离.带电体本身的大小,对我们所讨论的问题影响甚小,相对来说可把带电体视为一几何点,并称它为点电荷。2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象,是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。3、点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。适用范围:1.真空中;2.点电荷.3.静止两个静止的电荷一个电荷静止,另一个电荷运动的情况例如:原子核外电子绕核运动时,核对电子的力同样遵循库仑定律课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是:
A.真正的点电荷是不存在的.
B.点电荷是一种理想模型.
C.足够小的电荷就是点电荷.
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
√
√
√课堂训练2、下列说法中正确的是:()
A.点电荷就是体积很小的电荷.
B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体.
C.根据可知,当r0时,F∞
D.静电力常量的数值是由实验得到的.D课堂训练3、三个相同的金属小球a、b和c,原来c不带电,而a和b带等量异种电荷,相隔一定距离放置,a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开,则a、b之间的静电力将变为()。
A.F/2B.F/4C.F/8D.3F/8C课堂训练4、两个半径为0.3m的金属球,球心相距1.0m放置,当他们都带1.5×10−5C的正电时,相互作用力为F1
,当它们分别带+1.5×10−5C和−1.5×10−5C的电量时,相互作用力为F2,则()
A.F1=F2
B.F1
<F2
C.F1
>F2
D.无法判断B库仑力(静电力)与万有引力(1)两种力都与距离的二次方成反比(2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比.(3)两种力的方向都在两物体的连线上.(1)描述了两种作用.(性质不同)(2)力的大小与相关的物理量不全相同;(3)静电力可以是引力,也可以是斥力,(4)常量不相同相同点不同点库仑力是电荷量,万有引力是质量库仑力是由于物体带电引起的作用,万有引力是由于物体具有质量引起的作用.万有引力只能是引力.对于一般的带电体,静电力也比万有引力大得多,因此研究两个带电体间的相互作用时也忽略万有引力.一般带电体受到的重力是它和巨大地球之间的万有引力,通常都比较大,所以就不能忽略.而基本粒子像电子、质子、原子核等,因为其本身质量非常小,即使与地球之间的万有引力也很小,所以基本粒子受到重力往往也很小,所以基本粒子所受的重力往往可忽略不计.当多个带电体同时存在时,每一带电体间的库仑力仍遵守库仑定律.某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力.F1abc+-F2F3F4+如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.F1B.F2C.F3D.F4
B例题2:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2X
10-6C,求它们所受的库仑力.F1F2F3q1q2q3+++q1+-q2三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律例:a、b两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为q1和q2,且q1=9q2,都是正电荷;现引入点电荷c,这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态,试问:点电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?两同夹异、两大夹小、近小远大q1q3三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律如图所示,三个点电荷q1、q2、q3,固定在一直线上,q2与q3距离为q1与q2距离的2倍,每个点电荷所受静电力的合均为零,由此可以判定,三个点电荷的电荷量之比q1:q2:q3为()
A.-9:4:(-36)B.9:4:36C.-3:2:(-6)D.3:2:6两同夹异、两大夹小、近小远大q2库仑定律与力学综合例:真空中A、B两个点电荷相距L,质量分别为m和2m,它们由静止开始运动(不计重力及其它作用力),开始时A的加速度大小为a,经过一段时间B的加速度大小也为a,那么此时A、B两点电荷间的距离为
?设星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1000km的地方,又若将同增的电子粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放,则此电子粉尘()A.向星球下落B.仍在原处悬浮C.推向太空D.无法判断用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B,放置在电荷量为+Q的小球A附近.如图所示,A、B两球在同一水平面上相距S,丝线与竖直方向夹角θ=37o,A、B两带电球可看成点电荷。试求(1)丝线拉力(2)A、B两球之间的静电力(3)B球所带电荷的性质(4)B球的电荷量的大小++++++ABθ
一根置于水平面上光滑玻璃管(绝缘体),内部有两个完全一样的弹性金属球A、B,带电荷量分别为9Q和-Q,从图所示的位置由静止开始释放,问两球再经过图中位置时,两球的加速度是释放时的几倍?BA1.3《电场强度》教学目标(一)知识与技能1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态.2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.4.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算.(二)过程与方法
通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法。(三)情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。重点:电场强度的概念及其定义式难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算一.电场:1、定义:存在于带电体周围的特殊物质。2、基本性质:对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力。电场电荷A电荷B3、用场的观点分析电荷A和B间的相互作用:
1)、检验方法:把一个带电体放入其中,看是否受到力的作用。二.电场强度:
1、电场的检验用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场?2)、检验电荷:能否就用检验电荷所受的电场力来描述某点电场的强弱?
用来检验电场的电量很小(不影响原电场);体积很小(可以当作质点)的电荷,也称点电荷。FA
·BA+q+Q+q·
如图,电荷Q周围存在电场,把试探电荷q放入电场中A、B两点,电荷q要受到电场力FA、FB1的作用,反映了电场具有力的性质。电荷q在A、B两点受到的作用力FA、FB1大小是否相等?在B点换上+2q的电荷,所受的作用力FB2大小是否相等?
[解析]根据库仑定律
∵
rA<rB
∴FA>FBF=kQ1Q2r2可知,FBF/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定,跟电荷q无关,是反映电场性质的物理量。实验表明,在电场中的同一点,比值F/q是恒定的;在电场中的不同点,比值F/q一般是不同的。在物理学中,就用比值F/q来表示电场的强弱。2.电场强度:
1)、定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值,叫做这一点的电场强度,简称场强。
2)、公式:3)、单位:
牛顿/库仑(N/C)4)、方向:
跟正电荷在该点所受电场力F的方向相同矢量EE+QP-QP
如果Q是正电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q;如果Q是负电荷,E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。(“离+Q而去,向-Q而来”)
例.在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小为
,方向为
;若将A处放点电荷为-2q,则该处电场强度大小为
,方向为
。向左向左5)、电场强度的物理意义:
电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量,反映电场中某一点的电场性质,其大小表示电场的强弱,由产生电场的场源电荷和点的位置决定,与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。12345
3、电场强度和电场力的对比分析
电场强度E
电场力F
仅指电荷在电场中的受力
是反映电场本身的力的性质的物理量,其大小表示电场的强弱定义式:计算式:E的大小只决定于电场本身,与电荷q无关
F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定E是矢量,其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同F是矢量,其方向对于正电荷(+q),F与E同向;对于负电荷(-q),F与E反向
E的单位:F的单位:E=F/q
F=qE牛/库(N/C)牛(N)三、点电荷的电场电场强度的叠加点电荷Q在真空中形成的电场中,不同点的场强是不同的,那么场强的大小由什么因素决定?
[解析]在点电荷Q形成的电场中,在距离Q为r的P点放一试探电荷qF=kQqr2根据库仑定律,q受到的库仑力的大小:E=Fq=kQr2又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小:1、点电荷的电场大小:适用范围电荷的意义定义式,适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷,E与q无关Q是场源电荷,E与Q成正比2、和的区别:例、关于……①和……②,下列说法中正确的是(
)(1)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中电荷的电量(2)①式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场电荷的电量(3)②式中,q是放入电场中的电荷的电量(4)②式中,Q是产生电场的电荷的电量
A、(1)(3) B、(2)(3)C、(1)(4)
D、(2)(4)C
如果有几个点电荷同时存在,在几个点电荷共同形成的电场中,如何求某点的场强?
3、电场的叠加:
在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。+Q1-Q2P
1)
如图,P点的场强,等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
.E1E2EQrPrQP2)、一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同
如图,在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它们相距0.1m。求电场中A点的场强。A点与两个点电荷的距离r相等,r=0.1m。
Q2AQ1=2E1cos60°r22kQ1cos60°=代入数值得:E=2.7×104N/C合场强E的大小为
E=E1cos60°+E2cos60°解:点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2,巩固练习它们大小相等,方向如图中所示。合场强E在E1和E2的夹角的平分线上,此平分线跟Q1和Q2的连线平行。E1E2E练习.如图,在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求:x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。1-1-3-5-4Q+9Q
答案:x=-5,向右例:如图所示,三个完全相同的的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a和c带正电,a所带电量的大小比b小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示,它应是[]
A.F1B.F2
C.F3D.F4cabF4F3F2F1D如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷,其单位长度上的带电量为q,现截去环上一小段AB,AB长为l(l<<r),则剩余部分在圆心O处产生的场强多大?方向如何?四、电场线1、定义:电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向,都和该点的场强方向一致。2、电场线的特征1)、电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱2)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止于(或起于)无穷远处点3)、电场线不会相交,也不会相切4)、电场线是假想的,实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系特点:a、离点电荷越近,电场线越密,场强越大b、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。3、几种常见电场中电场线的分布及特点
1)、正、负点电荷的电场中电场线的分布特点:a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大b、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直2)、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布c、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。3)、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点:a、两点电荷连线中点O处场强为0b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为0c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏4)、匀强电场特点:a、匀强电场是大小和方向都相同的电场,故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线b、电场线的疏密反映场强大小,电场方向与电场线平行例:如图,是静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是:()A、这个电场只能是负电荷的电场B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FAC、点电荷q在A、B两处的加速度大小,aA>aB
(不计重力)D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向ABB
电场中有一点P,下列哪些说法正确的是()A若放在P点的试探电荷的电量减半,则P点的场强减半。B若P点没有试探电荷,则P点的场强为零。CP点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大。DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向C课堂训练例:如图为一条电场线,下列说法正确的是:()A、EA一定大于EBB、因电场线是直线,所以是匀强电场,故
EA=EBC、A点电场方向一定由A指向BD、AB两点的场强方向不能确定ABC
真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为4×10-9C的试探电荷,它受到的电场力2×10-5N,则P点的电场强度
N/C;把试探电荷的电量减少为2×10-9C,则检验电荷所受的电场力为
N.如果把这个试探电荷取走,则P点的电场强度为
N/C。5×1031×10-55×103课堂训练例:正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动,且运动的加速度值越来越小(重力不计),则可以确定它所处的电场可能是:()ABCDPQPQPQPQC例电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹,这个说法正确吗?例电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹,这个说法正确吗?答:这个说法是错误的。电场线不是电荷的运动轨迹,因为运动轨迹的切线方向是速度的方向,而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向(负电荷则相反)。要使两条曲线能重合,要满足一些特殊条件,例如:①电场线是直线;②电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上;③电荷只受电场力作用。
关于电场强度,下列说法正确的是()
A.E=F/q,若q减半,则该处的场强变为原来的2倍
B.E=kQ/r2中,E与Q成正比,而与r平方成反比
C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的场强均相同
D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向课堂训练BabABa例:如图a所示,A、B是一个点电荷产生的电场的电场线,如图b则是方向在电场线上,a、b两处的检验电荷的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线,则:()A、点电荷是正电荷,位置在B侧B、点电荷是正电荷,位置在A侧C、点电荷是负电荷,位置在A侧D、点电荷是负电荷,位置在B侧qFbB
在真空中有两个点电荷q1和q2,分别位于A和B,相距20cm,q1为4×10-8C,q2为-8×10-8C。则在AB连线上A点的外侧离A点20cm处的D点场强大小、方向如何?
4.5×103N/C,方向由D指向A。
课堂训练是非题(A)若将放在电场中某点的电荷q改为-q,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反。(B)若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。(C)沿电场线方向,场强一定越来越小。(D)若电荷q在A处受到的电场力比B点时大,则A点电场强度比B点的大。(E)电场中某点电场线的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向。(F)已知A、B为某一电场线(直线)上的两点由此可知,A、B两点的电场强度方向相同,但EA和EB的大小无法比较。
如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强大小,则正确的是()(1)A、B两点的场强方向相同(2)因为电场线从A指向B,所以EA>EB(3)A、B同在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB(4)不知A、B附近的电场线分布状况,EA、EB的大小不能确定A、(1)(2)
B、(1)(3)
C、(1)(4)C作业:P15(4)、(6)1.4《电势能和电势》教学目标(一)知识与技能
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。2、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。(二)过程与方法通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好的了解电势能和电势的概念。(三)情感态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。重点:理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点:掌握电势能与做功的关系,并能用此解决相关问题。复习回顾1、功的计算:2、重力做功有什么特点?(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.(2)WG与重力势能的关系.(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定)
重力势能具有系统性功是能量转化的量度!一、静电力做功的特点
正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗?做了多少功?Eqq受力吗?多大?AMW=qE·|AM|F求试探电荷+q沿直线AB移动到B时电场力做的功:E+qABMFE+qABM结论:在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功像似呢?
将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为:将-q由A移到B的过程,电场力对电荷做功为:dAB+qEL做功的过程是一个能量转化的过程,那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢?二、电势能电场力做功与电势能有什么关系?(联系重力做功与重力势能的关系)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能,叫电势能。物体被举高具有重力势能。1、电荷在电场中具有电势能。
重力对物体做正功,物体的重力势能减小2、电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小
重力对物体做负功,物体的重力势能增大3、电场力对电荷做负功,电荷的电势能增大
重力做多少功,物体重力势能就变化多少。
4、电场力做多少功,电荷电势能就变化多少。重力势能是相对的,与零势能面有关5、电势能是相对的,与零电势能面有关通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上电势能规定为零。电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功重力势能是物体和地球所共有的,具有系统性6、电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性7、电势能是标量由此可见,电场力做功与重力做功,电势能与重力势能都很相似,所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。重力势能和电势能类比
重力场中,重力:地球和物体之间存在的吸引力电场中,电场力:电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能,叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定电场力做正功,电势能就减少电场力做负功,电势能就增加电场力作功,电势能改变重力做功,重力势能改变重力做正功,重力势能就减少重力做负功,重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是存在很大差异正电荷顺电场线移动,电场力做正功,电势能减少负电荷顺电场线移动,电场力做负功,电势能增加正电荷逆电场线移动,电场力做负功,电势能增加负电荷逆电场线移动,电场力做正功,电势能减少—存在两种电荷例1.右图中MN为电场中某一条电场线方向向右,在线取两点a、b今将一电荷+q从a移到b则()
A.电场力做正功,+q的电势能增加;
B.电场力做负功,+q的电势能增加;
C.电场力做正功,+q的电势能减少;
D.电场力做负功,+q的电势能减少。
C
例2:A和B为电场中某条电场线上的点,如图:将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J,则⑴电场方向由A→B还是B→A?⑵电荷在哪点时电势能大?大多少?AB
电场的力的性质我们必须用场强E来描述,那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢?能否用“电势能”呢?
电场的能的性质也是电场本身的一种属性,它只能由场源本身所决定,而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的(因q越大,其所受电场力就越大,具有的做功本领大,电势能也就大),故不能用“电势能”来描述电场的能的性质,我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。电势:描述电场的能的性质的物理量。如图所示,设想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有:WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢?+·A·BEpA-0>EpB-0同理可知:若试探电荷为-q,也有:
也就是说,比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关,只与电场中该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。三.电势取O点的电势能为零,则:EPA=qELCOSθ讨论电势能与电荷的比值?思考与讨论ALOθE+电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值2.公式:3.单位:伏特符号为V1V=1J/C三.电势1.定义:对电势的理解1:电势的相对性:某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的,一般选地面和无穷远为零势能面。2:电势的固有性:电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的,与放不放电荷及放什么电荷无关。3:电势是标量4:计算时EP,q,都带正负号。1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?
思考与讨论1.
电场线指向电势降低的方向
思考与讨论2.如何确定电场中某点的电势?
思考与讨论(提示:类比于电势能的确定.)1.
电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)
思考与讨论
例3.将一电量为的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功,求A点的电势.解:设场外一点P的电势为从PA,电场力做的功PAEW-=
点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.3.电势为负数时,负号表示方向吗?思考与讨论1.
电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.)
3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.)思考与讨论思考
在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?高度和电势
重力场中,同一物体在不同位置,Ep不同。电场中,同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。不同物体在同一位置,Ep正比于质量m不同电荷在同一位置,EP正比于电量qEp/m=gh,h只与相对位置有关EP/q叫做电势,只与相对位置有关
练习.如图所示,在同一条电场线上有A.B.C三点,将的点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?ABC等势面地理上,等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面等势面的特点:1、等势面一定跟电场线垂直,在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功;2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,任意两个等势面都不会相交;3、等差等势面越密的地方电场强度越大等势面几种典型电场的等势面:1、点电荷电场中的等势面:以点电荷为球心的一簇球面等势面2、等量异种点电荷电场中的等势面:两簇对称曲面等势面3、等量同种点电荷电场中的等势面:两簇对称曲面等势面5、匀强电场中的等势面:垂直于电场线的一簇平面4、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面等势面如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为、和,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知:A、粒子从K到L的过程中,电场力做负功B、粒子从L到M的过程中,电场力做负功C、粒子从K到L的过程中,电势能增加D、粒子从L到M的过程中,动能减少等势面如图所示,三个等差等势面上有a、b、c、d四点,若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1,若由c经b移动到d电场力做正功W2,则:1.如图所示,a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动.由图可知,四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______,带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是_________点.能力提升:2.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面,求(1)P、Q各带何种电荷?(2)把q=10-7C的正点电荷从A移到B,电场力做多少功?(3)把q从B移到C电场力做多少功?(4)把q从C移到A电场力做多少功?(5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少?3.如图所示,细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球,另一端固定于O点,加一匀强电场后可使小球静止于图示位置,此时悬线与竖直方向夹角为θ。要使电场的场强最小,该电场场强的方向怎样?大小如何?垂直悬线斜向上方第一章静电场5电势差类比AB++ABE场hh1h2
板书§1.5电势差第一章静电场高度、高度差电势是相对的、电势差是绝对的类比电势、电势差电势差标量,正负表示初高、末低静电力做功与电势差的关系练习证明:UAC=UAB+UBC。证明:WAC=WAB+WBC。练习
在匀强电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功
1.5×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J。(1)比较A、B、C三点的电势高低;(2)计算A、B间,B、C间,A、C间的电势差;(3)计算把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点静电力做功;(4)根据以上结果,画出该匀强电场中的电场线和等势面,标出A、B、C三点可能的位置。练习
如图所示,回答下列问题。(1)A、B哪点的电势比较高?负电荷在哪点的电势能比较大?(2)负电荷由B移动到A时,静电力做正功还是负功?(3)A、B两点的电势差UAB是正的还是负的?UBA呢?(4)已知UAB
=-10V,请标出各个等势面的电势。(5)计算负电荷由B移动到A时,静电力做功。BAE探究E场+-探究电场线与等势面的关系电场线与等势面:垂直;电场线的指向与等势面的高低:从高指向低;电场线的疏密与等势面的疏密:密处密、疏处疏。第一章《静电场》第六节
《电势差与电场
强度的关系》教学目标(一)知识与技能
掌握电势差与电场强度的关系过程与方法
通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系情感态度与价值观习感知科学的价值和应用
培养对科学的兴趣、坚定学习思考探索的的信念重点:匀强电场中电势差与电场强度的关系
难点:电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。电场的两大性质:
①力的性质:
②能的性质:
由电场强度描述
可用电场线形象表示
由电势、电势差描述
可用等势面形象表示
一、探究电势与电场强度的关系问题1:电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何呢?E大处φ一定高E大处φ一定低E大处φ不一定高;φ高处E不一定大一、探究电势与电场强度的关系E大处φ不一定高;φ高处E也不一定大问题2:电场强度为零的点电势一定为零吗?反之又如何呢?(若规定无穷远处为零电势点).O对O点:E=0,φ≠0
.O对O点:φ=0,E≠0E为零处φ不一定为零,φ为零处E不一定为零二、电势差与电场强度的关系E.B′
若用d表示A、B沿场强方向上的距离,则:说明:①只适用于匀强电场②d:沿场强方向的距离.N′
60°例1:如图,在匀强电场中的M、N两点距离为2cm,两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大?EM..N解:根据,得:③:由表明:在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差.④电场强度的方向是电势降低最快的方向.证明1V/m=1N/C-------============-----------=======----------====------1伏1米U=W/q1焦/库1米W=FS1牛米1库米1牛1库例2、两块相同的金属板A、B水平地平行放置,两板的正对面相距30cm,A、B板分别跟电源的正、负极相连接,电源的电压为60V,如图所示,求:(1)两板间电场的场强的大小和方向。(2)若A板接地,则B板电势为多大?(3)若C点离A板的距离10cm,D点离B板的距离为15cm,则C、D两点间的电势差为多少AB.C.D答:略1、如图,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确?
A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>Ec
C.φa-φb=φb-φcD.Ea=Eb=Ec
课堂练习:●●●abcE2、在电场强度为600N/C的匀强电场中,A、B两点相距5cm,若A、B两点连线是沿着电场方向时,则A、B两点的电势差是_______V。若A、B两点连线与电场方向成60°角时,则A、B两点的电势差是________V;若A、B两点连线与电场方向垂直时,则A、B两点的电势差是________V。√301503、如图所示,两块相对的平行金属板M、N与电池相连接,N板接地,在距两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷,如果将M板向上平移一小段距离,则()A、点电荷受到的电场力减小B、点电荷受到的电场力增大C、点电荷的电势能减小D、点电荷的电势能保持不变MN.PAC例题:如图示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V.ABCD分析:因为B、C两点的电势相等,故BC为一等势面,所以A、D也在一等势面上,ΦD=12V变化1.若Φc=-6v,其它条件不变,则ΦD=____V.变化2.若Φc=0,其它条件不变,则ΦD=____V.A12VB3VC-6VD?V因为12-3=3-(-6),所以B与AC中点处电势相等,即BD在同一等势面上,故为3VPEA12VB3VCD0?VPQE巩固练习:1.下列说法正确的是:()A.任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积.B.沿电场线方向,任何相同距离上的电势降落可能相等。C.电势减小的方向必为场强的方向。D.在相同距离的两点上,电势差大的其场强也大.当堂训练1.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则[]A.a、b两点的场强一定相等B.该点电荷一定沿等势面移动C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D.a、b两点的电势一定相等
D
2.图1中实线条是一个电场中的电场线,虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处,则以下判断中正确的是[]A.电荷从a到b,运动的加速度变小B.电荷在b处的电势能大C.b处的电势高D.电荷在b处的速度小
BD
3.如图1所示,q1和q2为两静止的等量异号电荷,MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0,方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间,粒子速度为v,则有[]A.v<v0B.v=v0C.v>v0D.无法确定
C
4.图中A.B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是[]A.865V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AC向右C.1000V/m,垂直AB斜向上D.1000V/m,垂直
AB斜向下
D
5.如图1所示,地面上方有匀强电场,取场中一点O为圆心在竖直面内作半径R=0.1m的圆,圆平面与电场方向平行。在O点固定电量Q=5×10-4C的正点电荷,将质量为m=3g,电量q=2×10-10C的带电小球放在圆周上的a点时,它恰好静止。若让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点b时,外力需做多少功?
W外=9×10-3J6.
一个10-5C的电荷从电场外移到电场内一点A,外力克服电场力做功0.006J,则A点电势为多少?如果此电荷从电场外移到电场内另一点B时,电场力做功是0.002J,则AB两点间电势差UAB为多少?如果有另一个电量是0.2C的负电荷从A移到B,则电场力做正功还是负功,大小是多少?
提高练习:1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电场的场强大小为____v/m,方向为_______.40v20v0-20vE2.图示,A、B、C为匀强电场中的三点,它们的连线组成一个直角三角形,且BC=4cm,AB=5cm.当把电量为-2×10-9C的点电荷从B点移到C点的过程中,电场力做功8×10-9J,而把该点电荷从A点移到B点需克服电场力做功8×10-9J,则电场强度为多大?BCEA电势差和电场强度的区别电场强度电势差物理意义描述电场力的特征描述电场能的特征矢(标)量物理公式单位E=F/qU=W/q矢量标量V/mV第6节电势差与电场强度的关系一、电势与电场强度的关系E大处φ不一定高;φ高处E也不一定大无直接关系E为零处φ不一定为零,φ为零处E不一定为零二、电势差与电场强度的关系作业:教科书(1)-(3)三、比较E=F/qE=KQ/r2E=U/d的适应条件
※理解静电平衡状态及特点※掌握静电平衡时导体上电荷的分布特点※了解生活中的静电现象及应用在带电的鸟笼里,鸟儿为什么仍能安全无恙?运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地面,这又是为什么呢?1.导体放进电场中,近端出现与施感电荷
的感应电荷,远端出现与施感电荷
的感应电荷,这种现象叫
.2.当放入电场中的导体中(包括表面)没有电荷的定向移动时,则导体达到
状态.3.金属网罩(或金属包皮)能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,它们的这种作用叫
.4.导体尖端的电荷密度
,附近电场
,使得空气
,导致导体从尖端失去电荷的现象,叫
.异种静电感应静电平衡静电屏蔽很大很强电离尖端放电同种静电感应:处于电场中的导体,由于电场力的作用,电荷出现重新分布的现象.(1)静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态(2)特点:
(3)静电平衡导体的电荷分布特点①内外表面分布不同,电荷都分布在外表面,导体内部没有净电荷.②受导体的形状影响,不光滑处电荷密度大.③“远近端”电荷的电性相反,电量相等.(a)如左图所示,处于静电平衡状态的导体,离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷,即“远同近异”.(b)如右图所示,当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时,就可把它们看做是一个大导体,有些问题中所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体.特别提醒:一个孤立的带电体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状态,具有静电平衡的所有特点.人与大地都是导体,在人摸(触)导体的过程中,带电体、人、大地组成一个新导体,地球往往是新导体的远端.(1)导体球壳(或金属网罩)内达到静电平衡后,内部不受外部电场的影响,这种现象叫静电屏蔽.(2)静电屏蔽实质是利用了静电感应现象,使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和为零,好像是金属壳将外电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实是壳内两种电场并存,矢量和为零而已.特别提醒:将金属壳的外表面接地时,金属壳与大地构成一个长导体,当壳内存在电场时,壳内表面为近端,而地球的另一端为远端,这样可以使壳内的电场不影响壳外,对外起屏蔽作用.举例说明静电屏蔽在日常生活中的应用.答案:一些精密的电表或电子设备外面所套的金属罩、通讯电缆外面包的一层铝皮,都是用来防止外界电磁场的干扰.由于导体尖端的电荷密度很大,其附近电场很强,使得空气电离与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电.2008年6月24日强雷电袭击杭州,威力之猛近期少有.雷暴天气和雷击事件,引起了杭州市委、市政府的高度重视,要求有关部门加大防雷避雷知识的宣传,提高广大人民群众的防范意识,做好防雷工作,保障人民群众安全.假如在户外我们遭遇雷电,下列防雷措施可行的是 (
)①在大树下避雷雨②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨③不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔④在空旷地带,最好关掉手机电源A.①③B.②③C.①④ D.③④解析:表面具有突出尖端的导体,在尖端的电荷分布密度很大,使得其周围电场很强,就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电.因此不要在大树下避雨;别停留在山顶、山脊的凉亭等地方;快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔,身体的跨步越大,电压就越大,雷电也越容易伤人;在空旷地带使用手机通话,手机很有可能成为闪电的放电对象.答案:D误区1:静电屏蔽中导体壳必须接地.点拨:①封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响.封闭导体壳不论接地与否,内部电场都不受壳外电荷影响.②接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响.
在天气干燥时用塑料梳子梳头发,梳子会吸引头发,有时还会听到响声.脱下尼龙衣服时,有时会听到响声,在黑暗中还能看到火花.这是什么现象,是怎样产生的?解析:这是一种常见的静电现象,是由于摩擦产
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