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1.7 静电现象的应用高二上学期物理人教版选修3-1
2023-02-18 | 阅:  转:  |  分享 
  
7、静电现象的应用1、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E0ABCD2.静电平衡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。自由电荷定向移动停止
. 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`+--+3、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 练习 当导体达到静电平
衡状态时,其场强的特征 ( ) A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场E''为零。 C.导体内部合场强E内 =
E0 + E''=0。 D.导体表面和内部场强均为零。C 点电荷右侧放一平行金属板,试分析,金属板达静电平衡后,图中a、b、c(板
内点)三点场强大小关系如何?画出板中感应电荷在d点的产生的场强方向?长为 L 的导体棒原来不带电,现将一电荷量为+q 的点电荷放在
与棒的左端距离为 R 的地方,达到静电平衡后,棒上的感应电荷在棒内中点 O 处产生的场强有多大?方向如何?解:达到静电平衡后导体内
部处处场强为零则 E感=E源=kq(R+L/2)2E感方向与E源方向相反,即指向点电荷+q.AB比较A,B两处感应电荷产生的
场强大小?一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示.金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、
b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比,则A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec C 带电量分别为
+Q和-Q的两个点电荷相距为r,在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒,当导体达到静电平衡后,感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场
强大小为多大?方向怎样?方向水平向左法拉第圆筒实验: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: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: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.静电平衡时导体上电荷的分布的特点(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,电荷密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷尖端放电尖端放电的原理是什么?导体尖锐部位的电荷特别密集,
尖端附近的电场特别强,会把空气分子“撕裂”,使分子中的正负电荷分离,这种现象叫电离。尖端放电的原理有何应用?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电荷异号粒子,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。避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施避雷针工作原理电场逐渐增强,空气分子被电离大地感应负电荷思考:
用金属网罩将验电器罩住,会怎样呢?金属网罩也能起到静电屏蔽作用.类似事例:通讯电缆外包金属层,电学仪器外套金属罩.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.电力工作人员有时需要带电作业,怎样才能保证他们的生命安全? 全身穿戴金属丝网
制成的衣,帽,鞋,手套等。 将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的
小球B向C靠近,则ABCDA往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向A的位置不变,B往右偏离竖直方向A和B的位置都不变A往左偏离竖直方
向,B的位置不变B例1:如图所示接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电量为Q,到球心的距离为r,该点电荷的电场在球心的场强等于多少
?QRrA注意:E、E`和E合的区别E由外电场决定,E`=E,E合=0oE是点电荷Q产生的电场(即外电场),E`是感应电荷产生的电
场(附加场),E合是两个电场叠加后的合电场AB例2:如图所示,把原来不带电的金属球壳B的外表面接地,将一带正电的小球A从小孔中放入
球壳内,但不于B发生接触,达到静电平衡后,则:A、B的空腔内电场强度为零B、B不带电C、B的内外表面电势相等D、B带负电B的外部电场强度为零吗?
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(本文系太好学原创)