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(共24张PPT)
第4节 静电的防止与应用
问题1、金属导体的微观结构如何？
金属导体中存在自由移动的电子。
问题2、把不带电的金属导体放到电场强度为E的电场中，结果如何呢？
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E
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1、导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动.
E'
E'
E'
2、 导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生与原电场反向的感应电场.
E
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E'
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3、感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止 .
E
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E合=0
4、静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态.
静电平衡
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的电场E’和原电场E在导体内叠加为零，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
E
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
E’
E
－
－
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
E合=0
＋
－
－
＋
一、静电平衡的特点
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。
3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
练习
当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是：( )
A.外电场E0消失。
B.感应电荷产生的电场E'为零。
C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。
D.导体表面和内部场强均为零。
C
法拉第圆筒实验
1、平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面.
二、导体上的电荷分布
均匀球形导体
2、在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越大.
三、尖端放电
1、原理
导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，也就是使分子中的正负电荷分离。这种现象叫电离。
2、应用
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和带正电的离子，这些带电的粒子与导体尖端的异种电荷，相互吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这个现象叫尖端放电。
避雷针、煤气灶、电火花打点计时器等
避雷针是保护建筑物免遭雷击的一种设施，其原理是什么？
应用：避雷针
0
E
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-
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E=0
静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态.
四、静电屏蔽现象
1.定义：金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，壳内的电场强度为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。
四、静电屏蔽现象
2、原理：空腔导体内部电场强度处处为0.
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思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗
静电屏蔽:静电平衡时,空心导体壳可保护其
内部区域不受外电场影响 的现象.
不会 因为导体壳内部合场强为零.
静电屏蔽实验
2、静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
　如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是
A.A、B两点电场强度相等，且都不为零
B.A、B两点的电场强度不相等
C.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA>EB
D.当开关S闭合后，A、B两点的电场强度不为零
例1
C
　矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是
针对训练
A
　一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B所带电荷量分别为
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月选考)如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是
A.探测发射台周围风力的大小
B.发射与航天器联系的电磁波
C.预防雷电击中待发射的火箭
D.测量火箭发射过程的速度和加速度
例3
C
　下列关于静电屏蔽实验的说法正确的是
A.甲图中验电器的金属箔张开
B.乙图中验电器的金属箔不会张开
C.丙图中验电器的金属箔不会张开
D.甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开
例4
D

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