资源简介

(共13张PPT)
06
静电场及其应用
你注意过家里电视机与信号源的连接线吗？这种连接线中有一层金属丝编成的金属网（图 6-13）。这层网有什么作用？本节将学习与此相关的静电感应与静电屏蔽。
第三节 静电感应与静电屏蔽
我们知道，摩擦可以使物体带电，接触也可以使物体带电，如用带电导体接触验电器使验电器带电。除了这两种方式外，还有一种使物体带电的方式，就是静电感应。什么是静电感应？下面，我们通过实验来认识它。
静电感应现象
如图 6-14 所示，由绝缘柱支持的导体 和 彼此接触，起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔片是闭合的。
（1）把带电金属球 移近导体 ，观察金属箔片有什么变化。
（2）接着把导体 和 分开，然后移开带电金属球，观察金属箔片有什么变化。
（3）再让导体 和 接触，又会观察到什么现象？
一、静电感应
第三节 静电感应与静电屏蔽
做中学
从实验可知，带电金属球移近导体 时，发现贴在 、 两个导体下部的金属箔片都张开了，表明导体 和导体 都带电了。把导体 和导体 分开后 移开带电金属球，会发现金属箔片仍然是张开的。再让导体 和导体 接触，会发现金属箔片又闭合了。 这表明导体 和导体 所带的是等量异种电荷。
为什么不带电的导体靠近带电导体时两端会带等量异种电荷呢？这是因为当带电的物体靠近未带电的导体时，金属导体内部的自由电子受到带电导体所带电荷的作用，会向远离或靠近带电导体的方向移动，使得导体内部的电荷重新分布，靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫静电感应。
一、静电感应
第三节 静电感应与静电屏蔽
静电平衡
把一个不带电的金属导体放到电场强度为 的电场中，导体内的自由电 子会在外电场的作用下，沿与电场强度相反的方向运动。这样会使导体的负电荷分布在一端，正电荷分布在另一端。 从而在导体内部会形成一个与外电场 方向相反、电场强度为 的电场。 当导体内部 和 的合电场强度为零时，导体内（包括表面）的自由电子不再定向移动，这种状态称为静电平衡。导体在外电场中处于静电平衡时，导体内电场强度处处为零。
一、静电感应
第三节 静电感应与静电屏蔽
拓展一步
处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零。如果导体内部是空的（如导体壳、金属网罩），其内部的电场强度还为零吗？下面，我们通过实验来探究这个问题。
二、静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
静电屏蔽现象
将带电金属球靠近验电器，由于静电感应，会看到箔片张开［图 6-15（a）］。再用金属网罩把验电器罩住［图 6-15（b）］，让带电金属球靠近验电器，观察箔片是否还会张开。
做中学
实验表明，用金属网罩把验电器罩住，验电器的箔片不会张开，这说明金属网罩内部的电场强度为零，这种现象称为静电屏蔽。理论和实验表明，空心的金属导体（包括金属网罩、金属包皮等）内部的电场强度处处为零。
实验时，如果用外表面接地的金属网罩罩住带电金属球，会发现验电器的金属箔片也不会张开。这表明，金属网罩接地后还可避免带电导体的电场对外界产生影响。
二、静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
静电屏蔽在电工电子技术中有较多应用。电子仪器用金属外壳罩起来可以避免外界电场对仪器的影响。高压设备罩上接地的金属罩，可以避免高压设备产生的电场对外界的影响，如图 6-16 所示。
二、静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
同轴电缆
电话、传真文件、电视等需要用导线传输信号。为了防止传输的信号受到空间杂散电场的干扰，影响通信质量，在电子技术中，常用同轴电缆传输信号。同轴电缆由里到外一般分为四层：中心铜线（单股的实心线或多股绞合线），塑料绝缘体，网状导电层和电线外皮。中心铜线和网状导电层形成电流回路。把外层的铜丝编织网接地，这样就可以把内部传输线屏蔽起来，避免外界电场的干扰。如图 6-17 所示是一种常见的同轴电缆屏蔽线。电视机与信号源的连接线一般就是采用同轴电缆。
二、静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
避雷网
雷击会对建筑物和人造成较大的危害。避雷网是根据静电屏蔽的原理达到雷电保护的金属导电体网络。利用钢筋混凝土结构中的钢筋网作为雷电保护的方法，称为暗装避雷网。在非混凝土结构的建筑物上，也采用明装避雷网， 做法是先在屋脊、屋檐等顶部的突出边缘部分装设避雷带主 网，再在主网上加搭辅助网。建筑物顶上往往有许多突出物， 如金属旗杆、透气管、钢爬梯、金属烟囱、风窗、金属天沟等，都与避雷网焊成一体以加强避雷作用。
二、静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
第三节 静电感应与静电屏蔽
作业与活动
1. 某同学在探究静电感应时，进行了如图所示实验： 将绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 ， 的表面镀有铝膜，在 的近旁有一绝缘金属球 ，开始时 、 球都不带电。若使 带电，该同学会观察到什么现象？ 为什么？
第三节 静电感应与静电屏蔽
作业与活动
3．有这样一段视频：雷雨天，汽车在高速公路上行驶，突然被闪电击中，车内的人和汽车却安然无恙，汽车照样行驶。这段视频可能是真的吗？ 为什么？
2．用金属网罩罩住带电体，如果金属网罩不接地， 能够避免带电体对金属网罩外面产生影响吗？为什么？
项目任务与实践活动
第三节 静电感应与静电屏蔽
4. 静电屏蔽在电工电子技术有广泛的应用，调查高压设备、通信电缆、电子仪器等的静电屏蔽方法。拟出调查计划，对学校附近的高压设备、通信电缆和电子仪器的静电屏蔽方法进行调查，写出调查报告。

展开更多......

收起↑