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9.3電場 電場強度
橫縣百合完全中學(xué)：韋衍虎
18276143537
一、電場
法拉第
＋
QA
＋
QB
FAB
電場力
FBA
①電場：電荷周圍客觀存在一種特殊物質(zhì)
電荷
A
電荷
B
電場
②基本特性：
對放入其中的電荷有力的作用
二、場強與受力
+Q
+q
-Q
-q
E
E
E
E
+
光芒四射
-
萬箭穿心
正的點電荷
負的點電荷
思考：電荷周圍的電場只有我們畫的這面內(nèi)有嗎？該如何表示呢？
三、電場的分布
（1）電場線
（為了更好地描述電場的方向和大小，人為引入 的假想的帶箭頭的曲線）
1.電場線實際不存在，是假想曲線。
2.電場線與帶電粒子在電場中運動的軌跡沒有必然聯(lián)系。
3.電場線始于正電荷或無窮遠處，止于負電荷或無窮遠處。
4.電場線不閉合也不相交
5.電場線的疏密表示電場的強弱，即電場強度的大小
6.電場線在某點的切線方向表示該點的場強方向
電場線：
A
B
三、電場的分布
（一）點電荷的電場
正的點電荷
負的點電荷
（二）常見的幾種電場線分布
等量的異種電荷產(chǎn)生的電場
心心相印
（二）常見的幾種電場線分布
金屬板+電荷產(chǎn)生的電場
（二）常見的幾種電場線分布
等量的同種電荷產(chǎn)生的電場
勢不兩立
（二）常見的幾種電場線分布
兩通電金屬板間的電場分布
四、電場強弱的分布特點
（一）點電荷的電場
正的點電荷
負的點電荷
規(guī)律：
a、點電荷的場強由內(nèi)向外，逐漸減小，無窮遠處為0
b、到場源電荷等距離的球體，電場強度大小相等。
四、電場強弱的分布特點
（一）等量同種電荷
規(guī)律：
a.在兩電荷連線上，A-O-B,電場強度先減小后增大，0點場強為0.
b.在中垂線上，由O點向兩側(cè)，電場強度先增大后減小，0-增大-0
c.關(guān)于O點對稱的兩點，場強大小相等，方向相反。
四、電場強弱的分布特點
（一）等量異種電荷
規(guī)律：
a.在兩電荷連線上，A-O-B,電場強度先減小后增大，0點場強不為0.
b.在中垂線上，由O點向兩側(cè)，電場強度逐漸減小，無窮遠處為0。
c.關(guān)于O點對稱的兩點，場強大小相等，方向相同。
等量同種點電荷
等量異種點電荷
比較項目 等量同種 點電荷 等量異種
點電荷
電場線圖示 如圖 如圖
連線中點O處 場強 為零 中垂線上O處最大
連線上O處最小
由O沿中垂線向外場強變化 先增大后減小 逐漸減小
關(guān)于O點對稱的兩點的場強關(guān)系 等大、反向 等大、同向
形象比喻 勢不兩立 手牽手、心連心
四、電場強弱的分布特點
（二）勻強電場（兩通電金屬板間）
規(guī)律：
a.電場中各點電場強度的大小相等、方向相同。
b.電場線由“+”指向“-”
（1）電場線是間距相等互相平行的直線。
（2）帶電粒子在其中受到恒定的電場力。
例1、如圖所示，長1m的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ=30°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6C，勻強電場的場強E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球帶何種電性的電荷；
（2）小球所受電場力的大小；
（3）小球的質(zhì)量m。
例2、如圖所示，空間中存在水平方向的勻強電場，現(xiàn)在光滑絕緣的水平面上間距為d的兩個位置同時靜止釋放A、B兩個帶電體（視為點電荷），A、B均能保持靜止 已知A帶正電，B帶負電，電量均為q，靜電力常數(shù)為k 求：
（1）勻強電場場強的大小和方向；
（2）A、B連線中點位置的場強大小。
例3、如圖所示，在一傾角為 的光滑絕緣斜面上，一帶電物體在外加勻強電場的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知帶電體的質(zhì)量為m，電荷量為q,重力加速度大小為g。問：
（1）物體帶什么電？
（2）勻強電場的電場強度是多大？
思考與討論
1、金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)有什么特點？
2、將金屬導(dǎo)體放入電場E0中自由電子會怎樣運動？
3、電子的聚集會導(dǎo)致什么樣的結(jié)果？
4、感應(yīng)電荷會對電場產(chǎn)生怎樣的影響，
最終結(jié)果如何？
E0
-----
+++++
在通電兩板間放入一金屬導(dǎo)體，金屬導(dǎo)體會發(fā)生什么變化？
2、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點：
（4）電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，
內(nèi)部無電荷越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。
（1）內(nèi)部電場強度處處為0。
一、靜電平衡
1、靜電平衡狀態(tài)：
（2）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直。
（3）達到靜電平衡所需時間僅10-9s。
我們?nèi)绾螐睦碚撋线M一步論證這一特點呢？
處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部空間電場強度處處為0。
二、靜電屏蔽
可以利用金屬殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域，使該區(qū)域不再受外在電場的影響。這一現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。
應(yīng)用：
▲屏蔽服
▲屏蔽線
▲高壓線屏蔽
1.屏蔽外電場
外電場
空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場, 使空腔內(nèi)物體不受外電場影響。
空腔導(dǎo)體屏蔽外電場
靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)
二、靜電屏蔽
導(dǎo)體殼沒有接地時處于內(nèi)部電場中，達到靜電平衡，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面出現(xiàn)等量異種電荷，空間電場的電場線起于場源正電荷，終止于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負電荷，再起于導(dǎo)體殼外表面正電荷，終于無窮遠，殼內(nèi)外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零。
靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)
2.屏蔽內(nèi)電場
二、靜電屏蔽
導(dǎo)體殼接地后，導(dǎo)體殼外的正電荷被大地負電荷中和，正電荷出現(xiàn)在地球的另一端無窮遠處，空間電場起于場源正電荷終于導(dǎo)體殼內(nèi)表面負電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面之間及導(dǎo)體外部場強處處為零，導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場影響。
本質(zhì)：仍然是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)電荷與殼內(nèi)電場在導(dǎo)體殼表面以外空間疊加，使殼外電場為零，形成靜電屏蔽。
靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)
2.屏蔽內(nèi)電場
二、靜電屏蔽
例1：一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況 ( )
B
即學(xué)即練
例2：將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的固定的金屬空心球殼C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B，如圖所示，于是有( )
A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向
B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向
C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變
D．A和B的位置都不變
B
即學(xué)即練
例3：把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一個帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達到靜電平衡后，則（　　　）
A. 球殼B的空腔中場強處處為零。
B. 球殼B不帶電。
C. 球殼B的內(nèi)部電場強度相等。
D. 球殼B的缺口處電場強度為零。
C
即學(xué)即練
即學(xué)即練
例4.如圖所示，在球殼內(nèi)部球心放置帶電荷量為+Q的點電荷，球殼內(nèi)有A點，殼壁中有B點，殼外有C點，則下列說法正確的是（　　）
A．
B. EA＞EB＞EC
C.
D. B點電場強度方向指向球心
如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點的電場強度方向相同
A、B兩點電場強度均為0
+
A
B
C
即學(xué)即練
例5.如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無電荷．在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是(　 　)
A．導(dǎo)體腔內(nèi)任意點的場強
B．導(dǎo)體腔外A點的場強
C．導(dǎo)體外表面的電荷量
D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量
A
思考：如何防止雷電的危害呢？它的原理是什么？
雷雨云中電量足夠大時，會使空氣電離，產(chǎn)生大量的正負離子，使得空氣可以導(dǎo)電，將云層中的電導(dǎo)入大地形成閃電。
2、尖端放電：
中性分子電離后變成帶負電的自由電子和失去電子而帶正電的離子，這些帶電離子與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。
1、電離：
空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈運動，把空氣中的氣體分子撞“散”，使分子中的正負電荷分離。
三、尖端放電
三、尖端放電
什么是尖端放電？
導(dǎo)體尖端電荷密度大
尖端周圍電場強
空氣中殘留帶電粒子劇烈運動
分子中正負電荷分開
正負電荷奔向異種電荷
相當(dāng)于尖端失去電荷
尖端放電
電離
思考1：尖端放電在生活中有哪些應(yīng)用？
避雷針
打火機電擊器
燃氣灶電子打火裝置
針尖形狀
▲帶負電的小油滴在靜電力的作用下，向著正極A運動，最后被吸附到正極A上
+
+
+
+
-
-
-
-
四、靜電吸附
靜電吸附的原理：帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運動，最后被吸附在電極上。
應(yīng)用2：靜電噴漆
接負高壓的涂料霧化器
-
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+
+
+
+
工件
▲用接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。
四、靜電吸附
應(yīng)用1：靜電除塵
四、靜電吸附
▲利用有機光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。
應(yīng)用3：靜電復(fù)印
四、靜電吸附

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