人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用授课ppt课件

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静电平衡、静电屏蔽的概念。
能对静电屏蔽状态下电荷的分布规律进行分析。
通过对处于静电平衡状态的导体中电场的性质分析认识静电屏蔽。
通过对静电的了解，进一步认识其有利与危害之处。
1．电场的产生：电荷在其周围产生__________，电场是________周围存在的一种特殊物质．2．静电场：静止电荷产生的电场，叫作________．3．基本性质：电场对放入其中的电荷产生__________．4．电场和磁场都是____________存在的特殊物质，都有能量．
1．试探电荷与场源电荷．(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为____________或________________.(2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所______的，电荷Q称为_______________或__________.
2．电场强度．(1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的__________与它的____________的比值，叫作该点的电场强度．(2)定义式：E＝________________.(3)单位：牛每库(N/C)．
(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与__________在该点所受的静电力的方向相同．(5)物理意义：电场强度是描述电场________和________的物理量，与试探电荷受到的静电力大小______.
点电荷的电场、电场强度的叠加
(1)公式：E＝_________．(2)方向：若Q为____电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线____Q；若Q为______电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线________Q．
2．电场强度的叠加．(1)电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的__________.这种关系叫作电场强度的__________.例如，图甲中P点的电场强度，等于点电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与点电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的______________.
1．电场线(1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的__________表示该点的电场强度方向．
(2)特点①电场线从____________或____________出发，终止于__________或__________，是不闭合曲线．②同一电场的电场线在电场中不______，因为电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向．
③在同一幅图中，电场线的______反映了电场强度的相对大小，电场线________的地方电场强度越大．④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而________的线．
2．匀强电场．(1)定义：电场强度的大小__________、__________相同的电场．(2)电场线特点：匀强电场的电场线可以用间隔相等的____________来表示．(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场．
生活中有哪些静电现象？
这些放电现象，有什么共同点吗？
问题：把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？
问题：导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？
▲导体两侧感应出的正、负电荷会在导体内部产生一个感应电场E’。
▲感应电场与外电场叠加抵消，直到导体内部各点的电场强度E=0。
▲导体内自由电子不再发生定向移动，达到静电平衡状态。
（1）静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。（2）静电平衡状态下导体的特点：内部电场强度处处为0。导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。电荷只分布在导体的外表面。
实验观察：感应起电机的放电现象
结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。
结论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。
实验演示1：法拉第圆筒
实验演示2：不规则带电体
2.静电平衡时导体上电荷的分布特点
问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。
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。
▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动
▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离
▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动
导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。
导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
导体尖端电荷密度大
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。
避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。
③ 汽车接触放电：避免静电火花的危害
处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？
导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。
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。
接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。 雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。
▲B附近的空气中气体分子被电离
▲电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电
静电吸附的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
▲接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。
▲利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。
1.在静电平衡现象中，下列说法正确的有( )A.静电平衡是由于导体内的自由电子在外电场的作用下发生定向移动，导致 电荷在导体内发生重新分布B.达到静电平衡时，导体内部和表面电荷将停止运动C.达到静电平衡时，导体内部将没有“净”电荷D.达到静电平衡时，所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
2.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(　　)A.高压作业电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.小鸟停在单根高压输电线上会被电死C.燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险