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(共24張PPT)
第4節 靜電的防止與應用
問題1、金屬導體的微觀結構如何？
金屬導體中存在自由移動的電子。
問題2、把不帶電的金屬導體放到電場強度為E的電場中，結果如何呢？
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E
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1、導體中自由電荷在電場力作用下將發生定向移動.
E'
E'
E'
2、 導體兩端出現感應電荷,感應電荷在導體中中產生與原電場反向的感應電場.
E
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E'
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3、感應電荷的電場增到與外電場相等時，導體內合場強為零。自由電荷的定向移動停止 .
E
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E合=0
4、靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態,就叫靜電平衡狀態.
靜電平衡
發生靜電感應的導體，當感應電荷產生的電場E’和原電場E在導體內疊加為零，自由電子停止定向移動，這時導體所處的狀態叫靜電平衡狀態。
E
＋
－
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－
－
＋
＋
＋
E’
E
－
－
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
E合=0
＋
－
－
＋
一、靜電平衡的特點
1、處于靜電平衡狀態下的導體，內部的場強處處為零。
2、處于靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面。
地球是一個極大的導體，可以認為處于靜電平衡狀態，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。
3、導體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。
練習
當導體達到靜電平衡狀態時，其場強的特征是：( )
A.外電場E0消失。
B.感應電荷產生的電場E'為零。
C.導體內部合場強E內 = E0 + E'=0。
D.導體表面和內部場強均為零。
C
法拉第圓筒實驗
1、平衡時導體內部沒有電荷，其電荷只分布在外表面.
二、導體上的電荷分布
均勻球形導體
2、在導體表面，越尖銳的位置，電荷密度越大.
三、尖端放電
1、原理
導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞散，也就是使分子中的正負電荷分離。這種現象叫電離。
2、應用
中性的分子電離后變成帶負電的自由電子和帶正電的離子，這些帶電的粒子與導體尖端的異種電荷，相互吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這個現象叫尖端放電。
避雷針、煤氣灶、電火花打點計時器等
避雷針是保護建筑物免遭雷擊的一種設施，其原理是什么？
應用：避雷針
0
E
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-
E=0
靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態,就叫靜電平衡狀態.
四、靜電屏蔽現象
1.定義：金屬殼或金屬網的空腔內不受外界電場的影響，殼內的電場強度為0，外電場對殼內的儀器不會產生影響，金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽。
四、靜電屏蔽現象
2、原理：空腔導體內部電場強度處處為0.
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思考:空心導體殼內的驗電器箔片會張開嗎
靜電屏蔽:靜電平衡時,空心導體殼可保護其
內部區域不受外電場影響 的現象.
不會 因為導體殼內部合場強為零.
靜電屏蔽實驗
2、靜電屏蔽的應用
靜電屏蔽的應用
　如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是
A.A、B兩點電場強度相等，且都不為零
B.A、B兩點的電場強度不相等
C.感應電荷產生的附加電場的電場強度大小EA>EB
D.當開關S閉合后，A、B兩點的電場強度不為零
例1
C
　矩形金屬導體處于正點電荷Q產生的電場中，靜電平衡時感應電荷產生的電場在導體內的電場線分布情況正確的是
針對訓練
A
　一個帶絕緣底座的空心金屬球A帶有4×10－8 C的正電荷，上端開有適當小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10－8 C的負電荷，使B球和A球內壁接觸，如圖所示，則A、B所帶電荷量分別為
A.QA＝1×10－8 C　QB＝1×10－8 C
B.QA＝2×10－8 C　QB＝0
C.QA＝0　QB＝2×10－8 C
D.QA＝4×10－8 C　QB＝－2×10－8 C
例2
B
　(2021·浙江6月選考)如圖所示，在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是
A.探測發射臺周圍風力的大小
B.發射與航天器聯系的電磁波
C.預防雷電擊中待發射的火箭
D.測量火箭發射過程的速度和加速度
例3
C
　下列關于靜電屏蔽實驗的說法正確的是
A.甲圖中驗電器的金屬箔張開
B.乙圖中驗電器的金屬箔不會張開
C.丙圖中驗電器的金屬箔不會張開
D.甲、乙、丙三圖中驗電器的金屬箔都張開
例4
D

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