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第四節(jié) 靜電的防止與利用
第九章 靜電場及其應用
第1課時
怎樣防止靜電帶來的危害呢？
冬天接觸門把手觸電
加油前觸摸靜電釋放器
A
B
C
D
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
E0
A
B
C
D
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
①自由電子怎樣移動？
E0
A
B
C
D
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
①自由電子怎樣移動？
受電場力作用，向左運動
E0
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
②自由電子會在什么地方積聚？
左側(cè)表面上
A
B
C
D
E0
③自由電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
導體兩側(cè)出現(xiàn)的正、負感應電荷，感應電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生與電場強度E0 方向相反的電場，其電場強度為 E'
A
B
C
D
E0
E'
兩端的感應電荷會無限增加嗎？
不會
④最終出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
把一個不帶電的金屬導體ABCD放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
感應電荷產(chǎn)生的電場和外電場疊加，使導體內(nèi)部的疊加電場逐漸減弱。
直到導體內(nèi)部各點的疊加電場強度 E＝0
自由電子不再發(fā)生定向移動(仍在無規(guī)則熱運動，而不靜止)
A
B
C
D
E0
E'
例題1.長為 l 的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一個帶正電的點電荷q放在棒的中心軸線上距離棒的左端R處，如圖．當棒達到靜電平衡后，棒上感應電荷在棒的中點O處產(chǎn)生的電場強度大小和方向如何？
解：
外部點電荷 q 在 O 處產(chǎn)生場強為：
E=
O 處疊加場強為：0
感應電荷 在 O 處產(chǎn)生場強為：
E =
方向：沿Oq連線向外
方向：沿Oq連線指向q
解：
外部點電荷在 O 處產(chǎn)生場強為：
O 處疊加場強為：0
感應電荷在 O 處產(chǎn)生場強為：
方向：沿AB連線向左
方向：沿AB連線向右
1. 在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q 和＋2Q，相距為2l，如果在兩個點電荷連線的中點O有一個半徑為r(r l)的空心金屬球，且球心位于O點，如圖所示，那么球殼上的感應電荷在O點的場強的大小為多少？方向如何？
A
－Q
B
＋2Q
O
E=
E = =
靜電平衡
放入電場中的導體，最終會達到?jīng)]有電荷定向移動的狀態(tài)，這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)
定義：
靜電平衡定義及特點
特點：
①處于靜電平衡狀態(tài)下的導體，內(nèi)部的場強處處為零
②導體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直
A
B
C
D
E0
把一個不帶電的金屬導體放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
A
B
C
D
把一個不帶電的金屬導體放入電場強度為E0的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象
E0
點電荷會聚集在左側(cè)，主要集中在尖端
靜電平衡
放入電場中的導體，最終會達到?jīng)]有電荷定向移動的狀態(tài)，這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)
定義：
靜電平衡定義及特點
特點：
③導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面
④在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷
尖端放電
放電現(xiàn)象
尖端放電
放電現(xiàn)象
電荷積累到一定程度時，發(fā)生放電現(xiàn)象!
尖端放電
尖端放電原理
導體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，會把空氣分子“撕裂”，使分子中的正負電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離
空氣分子被“撕裂”
尖端放電
尖端放電原理
導體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，會把空氣分子“撕裂”，使分子中的正負電荷分離，這種現(xiàn)象叫電離
空氣分子被“撕裂”
尖端放電
尖端放電的應用
+
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+
避雷針
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煤氣灶放電針
尖端放電
尖端放電的應用
將積累的電荷導入大地，防止產(chǎn)生放電火花
尖端放電
尖端放電的應用
電焰灶，是一種利用直流電極持續(xù)放電并形成穩(wěn)定的直流電弧用以加熱鍋體的設備。電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，兩個電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子，如電子或離子，維持導電的現(xiàn)象，激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜，也就是肉眼所看到的“電火焰”；電弧也是一種常見的熱等離子體，因此電焰灶又稱等離子灶
電焰灶
尖端放電
尖端放電的應用——電子風
尖端放電
尖端放電的應用——雷火煉殿
1.對于處于靜電平衡狀態(tài)的導體，以下說法中正確的是（　　）
A．內(nèi)部有自由電子
B．內(nèi)部各點場強為0
C．導體外表面處的場強為0
D．在導體外表面上，越平坦的位置電荷的密度越大，凹陷處最大
B
2.在燃氣灶和燃氣熱水器中，常常安裝電子點火器，接通電子線路時產(chǎn)生高電壓，通過高壓放電的電火花來點燃氣體。點火器的放電電極是釘尖形。這是為什么？與此相反，驗電器的金屬桿上端卻固定一個金屬球而不做成針尖狀，這又是為什么？
點火器的放電電極做成釘尖形是為了利用尖端放電現(xiàn)象，使在電壓不高的情況下也容易點火。
驗電器的金屬桿上端固定一個金屬球是為了防止出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象，使驗電器的電壓較高時也不會放電（漏電）。
煤氣灶放電針
3.一帶有絕緣底座的空心金屬球殼A帶有4×10－8 C的正電荷，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10－8 C的負電荷，使B球與球殼A的內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B所帶的電荷量分別為( )
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
B

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