高中物理选修3-1静电的应用及危害【全国一等奖】

7.静电的应用及危害电场中的导体把导体放入电场会出现怎样的现象?(1)金属导体的微观结构如何？讨论线索：(2)导体处于电场中自由电子会怎样移动?(3)自由电子会在什么地方积聚?(4)电子积聚会出现怎样的结果?(5)最终出现什么现象?导体内自由电子不再定向移动的状态

——静电平衡状态电场中的导体1.定义：导体内自由电子不再定向移动的状态一、静电平衡状态:2.感应电荷：在静电感应过程中感应出来的电荷静电平衡状态下的导体(1)导体内部场强处处为零(2)导体是等势体,(3)表面为等势面(4)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直二.处于静电平衡状态的导体的特点思考：电荷在导体上的分布又是怎样的呢？均匀球形导体研究静电平衡时导体内部的电荷现象:甲:A的箔片张角逐渐增大乙:A的箔片始终没有张开结论:导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷——法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验导体上电荷的分布导体上电荷的分布1.表面分布：导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。三、电荷在导体上的分布2.尖端分布：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。空气的电离四、空气的电离：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”，也就是使分子中的正负电荷分离。这个现象叫做空气的电离。空气被电离后，那些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，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。尖端放电五、尖端放电尖端放电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应用:避雷针应用：避雷针闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则．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止因“跨步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害．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．第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击．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．闪电防护静电屏蔽由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，遮挡了外界电场对它们的影响，这种现象叫做静电屏蔽。静电屏蔽现象静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用1.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是()A.导体内部场强是0，所以电势也是0B.电荷只分布在外表面，曲率半径小的地方场强大，所以电势高C.电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面处处垂直D.以上说法均不正确C2、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将一个带正电的小球A放入腔中，当静电平衡时，图中a,b,c三点的场强大小关系是（）A.Ea>Eb>EcB.Ea