静电现象的应用(上课).

静电现象的应用一、静电感应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。静电平衡状态下导体的电场E0ABCD--------0E二.静电平衡---------1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.E'E'E'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.0E---E'----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.0E-------E=04、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.二.静电平衡发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E`和原电场E在导体内叠加为零，即E`=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。E＋－－－－＋＋＋E`E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋三、处于静电平衡状态导体的特点：1、导体内部的场强处处为零2、整个导体是一个等势体，表面是一个等势面3、导体外部电场线与导体表面垂直++++++++--------E注意：地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。均匀球形导体4、导体上电荷的分布（1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2）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。均匀球形导体法拉第圆筒实验:12用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁.导体上电荷的分布法拉第圆筒实验:12和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布.法拉第圆筒实验:12和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布.研究静电平衡时导体内部的电荷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——法拉第圆筒实验导体上电荷的分布1．空气的电离四、尖端放电强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。2．尖端放电在强电场作用下，物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。尖端放电原理：在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等势面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象3．尖端放电的应用•思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针燃气灶和燃气热水器的电子点火装置针尖形状•思考2：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状？避雷针+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?+思考:用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?------+++++++思考:空心导体壳内的验电器箔片不会张开，为什么?静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其内部区域不受外电场影响的现象.因为导体壳内部合场强为零.五、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，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种现象叫做静电屏蔽。什么是静电屏蔽？1．静电屏蔽（1）空腔导体的特点空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。（2）静电屏蔽导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击。鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。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、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：二、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，所以：思考：小鸟停在单根高压线上为什么电不死?解析：•三、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．•四、不要进入水中，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