1、7.静电现象的应用,一、静电平衡中的导体,思考1：如图，把不带电的金属导体放入一匀强电场中，对自由电子有何影响？,一、静电平衡中的导体,思考2：当导体两侧面出现感应电荷后，感应电荷是否会产生电场？沿什么方向？,思考3：感应电荷的电场对导体内部的合场强有何影响？自由电子的受到的电场力有何变化？,思考4：随着导体内合场强的不断减小，最终将会出现什么样的状态？,一、静电平衡中的导体,一、静电平衡中的导体,静电平衡,2. 标志：自由电子不再发生定向移动。,1. 概念：放入电场中的导体，其内部的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，致使导体的两端分别出现等量异号电荷（感应电荷），当感应电荷的电场与外加电
2、场达到平衡时，到体内的自由电荷（包括表面）不再发生定向移动。我们说导体达到了静电平衡状态。,一、静电平衡中的导体,静电平衡,3. 特征：,（1）导体内部电场处处为0 。 感应电荷产生的附加场与外加电场的场强等大、共线、反向。,（2）导体表面处的电场方向与导体表面垂直。,（3）处于静电平衡中的导体是个等势体，导体表面是个等势面。,（4）导体从放入电场到达到静电平衡是一个极短的过程，历时约为10-9s.,二、导体上的电荷分布,1. 净电荷只能分布在导体的外表面，导体内部无净电荷。,净电荷：就是正负电荷中和剩余的电荷。导体内部仍然存在带正电的正离子和自由电子，但是自由电子不再定向移动，正离子和自由电
3、子均匀混合，相互抵消，无净剩的电荷。,二、导体上的电荷分布,视频：电荷只分布在导体的外表面1,二、导体上的电荷分布,视频：电荷只分布在导体的外表面2,二、导体上的电荷分布,动画：法拉第圆筒实验,2.净电荷在导体表面上的分布与导体表面的形状有关：导体表面上越尖锐的地方，净电荷密度越大；越平坦的地方，净电荷密度越小；凹陷的地方几乎无净电荷分布。,二、导体上的电荷分布,思考：导体表面的电场强度什么地方大？什么地方小？（提示：电场线总是从正电荷出发指向负电荷）,结论：导体表面越尖锐的地方，电场强度越大。,3.尖端放电,二、导体上的电荷分布,尖端放电的应用-避雷针,二、导体上的电荷分布,三、静电屏蔽,1
4、.不接地金属网对外场的屏蔽,思考题：如图所示：一带电体A附近放置一个金属球壳B，试画出: (1)球壳上感应电荷的分布情况； (2)电场线的大致分布情况。,三、静电屏蔽,导体内部无电场！,三、静电屏蔽,2.第二类静电屏蔽接地金属网对内场的屏蔽作用,思考：将一带电体A放入一个金属球壳B内，试画出: (1)球壳上感应电荷的分布情况； (2)电场线的大致分布情况； （3）如果将球壳B接地，有何变化。,三、静电屏蔽,此时环内为“内部”，无电场。,接地后，环内及球壳外部空间都是 “导体内部”，都没有电场。,三、静电屏蔽,动画演示：静电屏蔽,小结： 1：要使某一装置不受电场影响，可以用一金属网将它包裹起来，
5、起到屏蔽外场的作用。 2：要使某一带电体的电场不对外界产生作用，可以用一个接地的金属网将此带电体包裹起来。,三、静电屏蔽,三、静电屏蔽的应用,1.高压线,野外架设的高压线，除了三条输电线外，还有两条导线与大地相连，形成一个稀疏的“金属网”，把高压线屏蔽起来，免受雷击！,三、静电屏蔽的应用,2.高压作业人员均压服,三、静电屏蔽的应用,3.通信光缆铝皮保护层,三、静电屏蔽的应用,4.孕妇防电磁辐射服,在衣物中掺入了金属纤维，起到对电磁波的屏蔽作用！以保护胎儿不受影响。,【例题1】,如图所示,长为l的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端2l处，当导体棒达到静电平衡时，棒上的感应电
6、荷在棒内中点处产生的场强大小为_，方向为_,【例题2】,如图所示,一带有绝缘底座的空心金属球壳A带有410-8C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有210-8C的负电荷，使B球与球壳A的内壁接触，则A、B带电量将变为多少？（ ） A.QA= 110-8C， QB= 110-8C B.QA= 210-8C， QB= 0 C.QA= 0， QB= 210-8C D.QA= 410-8C， QB= -210-8C,B,【例题3】,如图所示，金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，现在将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔（ ） A.不会张开 B.一定会张开 C.先张开后闭合 D. 可能会张开,B,【例题4】,M是一个导体壳，甲是一个带电体，乙是一个电子设备，四幅图中表示了三者不同的空间位置，图C中导体壳用导线接地，其中哪些情况能使乙不受甲所产生的电场的干扰?( ),BC,A,B,C,D,【例题5】,如图所示,在球壳内部的球心处放置一个带电量为+Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B、C点，壳外有一点D，则下列说法中正确的是（ ） A.A、B两点的场强均为零 B.场强大小为：EA EB= EC ED C.电势的大小为： D.如果将球壳接地，则 E.如果先用手接触一下球壳后分开，再把球心 处的点电荷拿走，最后球壳将不带电。,CD,
