《浙江专用2018_2019学年高中物理第一章静电场1_7静电现象的应用课件新人教版选修3_120190102250》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江专用2018_2019学年高中物理第一章静电场1_7静电现象的应用课件新人教版选修3_120190102250（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7节 静电现象的应用,研究学考明确要求,基 础 梳 理 1静电感应现象： 如图1所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现 电荷，在CD面上将出现正电荷。这就是 。,负,静电感应现象,图1,2静电平衡状态：导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E，当这两个电场叠加使导体内部各点的 等于零时，导体内的自由电子不再发生 ，导体达到了 。 3处于静电平衡状态下导体的特征 (1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强 。 (2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的
2、场强方向必跟该点的表面 。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个等势面，地球是一个 。,合电场,定向移动,静电平衡状态,处处为零,垂直,等势体,等势体,典 例 精 析 【例1】 长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图2所示。当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于_，方向_。 图2,即 学 即 练 1如图3所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后 ( ) 图3 Aa端的电势比b端的高 Bb端的电势比d点的低 Ca端的电势不一定比d点的低 D杆内c处场强的方向由c指向b,解析 首先画
3、出电场线如图所示， 沿电场线方向电势降低，b端的电 势比d点的低，选项B正确；金属杆ab在静电平衡后是一个等势体，a端电势等于b端电势，二者均比d点电势低，选项A、C均错误；静电平衡后的导体内部场强为零，选项D错误。 答案 B,基 础 梳 理 静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点： (1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 。 (2)在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) ，凹陷的位置几乎没有电荷。,表面,越大,典 例 精 析 【例2】 如图4所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将
4、带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时 ( ) 图4,AP、R上均有感应电荷 BP、R上均没有感应电荷 CP上有而R上没有感应电荷 DP上没有而R上有感应电荷,解析 本题考查静电屏蔽问题。当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，由于静电感应，M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的电荷Q正好中和，使外表面不带电。这实际上是M所带电荷Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能使P产生静电感应，P上没有感应电荷。当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时，由于静电感应，N内表面带负电荷，外表面带正电荷，N外部有电场，使R产生静电感应，故选项D正确。 答案
5、 D,(1)导体表面电荷分布往往不均匀，只有球形的带电导体且没有外界电场的影响下才会均匀分布。 (2)对于孤立导体，表面各处的面电荷密度和该处表面的曲率有关。一般而言，曲率大处，面电荷密度大。,即 学 即 练 2如图5所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并与内壁接触，其结果是 ( ) 图5,A只有球壳外表面带正电 B只有球壳内表面带正电 C球壳的内、外表面都带正电 D球壳的内表面带正电，外表面带负电,解析 小球与金属球壳接触，就成了一个导体，由于静电平衡导体的电荷只分布在外表面上，故小球和内壁都不带电，正电荷全部分布在球壳外表面。 答案 A,基 础 梳 理 1尖端放电 (1)
6、尖端放电 中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号 的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷 ，这相当于导体从尖端 电荷。这种现象叫做 。,相反,中和,失去,尖端放电,(2)生活实例 避雷针是利用 避免雷击的一种设施。当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，同时将云层中的大量电荷导入地下，达到避免雷击的目的。现代避雷针往往具有很多组金属尖棒，做成蒲公英花的形状，以
7、增强避雷效果。,尖端放电,2静电屏蔽 (1)静电屏蔽 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为零，所以外电场对壳内的仪器 产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。,不会,(2)静电屏蔽的应用和危害 应用：电子仪器和电子设备外面套有金属网罩，通信电缆外包一层铅皮等，可防止外电场的干扰；电力工人高压带电作业时，身着的用金属丝网制成的衣帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全工作。 危害：航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断，对
8、航天员来说，这是一个危险较大的时间段。,典 例 精 析 【例3】 下列防雷措施可行的是 ( ) A在大树下避雷雨 B停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 C要快速骑摩托车、快骑自行车和在雨中狂奔 D在空矿地带，最好关掉手机电源,解析 表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。因此不要在大树下避雨；别停留在山顶、山脊的凉亭等地方；快速骑摩托车、快骑自行车和在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。故C错，D对。 答案 D,夜间看到的高压电线周围笼罩着的一层
9、绿色光晕(电晕)就是一种微弱的尖端放电现象。尖端放电致使高压线及高压电极上的电荷丢失，因此，凡对地有高压的导体(或两个相互有高压的导体)，其表面都应尽量光滑。,即 学 即 练 3避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是 ( ) A云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地 B避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 C云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D以上说法都不对 解析 带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免建筑物遭受雷击，所以只有B正确。 答案 B,【例4】 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金
10、属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图6所示，下列说法正确的有 ( ) 图6 AA往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 BA的位置不变，B往右偏离竖直方向 CA往左偏离竖直方向，B的位置不变 DA和B的位置都不变,典 例 精 析,解析 带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电。因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向。而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变。 答案 B,静电屏蔽有两种类型，当外壳不接地时，可以屏蔽外电场对壳内的影响
11、，但不能屏蔽壳内电荷电场对壳外的影响。当外壳接地时，能屏蔽壳内电荷电场对壳外的影响。,即 学 即 练 4具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是 ( ),解析 球壳处于正电荷的电场中，达到静电平衡，球壳为等势体，电场线不会穿过球壳，故D选项正确。 答案 D,1人造飞船返回地球经过大气层时，返回舱表面附近形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，这时返回舱与外界的联系会中断，出现这种现象的原因是 ( ) A返回舱受到的万有引力消失 B返回舱为了安全而暂时关闭通信系统 C返回舱周围高温气
12、体被电离成等离子体，从而对飞船起屏蔽作用 D返回舱表面温度太高，如同火球，使得航天员看不见外面，外面也看不见返回舱里面,解析 由于高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，对返回舱起到静电屏蔽作用，所以返回舱与外界信号中断，故A、B、D错误，C正确。 答案 C,2在点电荷Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E的方向在下图中正确的是( ),解析 感应电荷在盘中A点激发的附加场强E应与Q在A点产生的场强等大反向，故A正确。 答案 A,3电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是 ( ) A铜丝编s织的衣服不易
13、拉破 B电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零 C电工被铜丝衣服所包裹，使体内电场强度为零 D铜丝电阻小，能对人体起到保护作用 解析 高压线路的检修人员在进行高压作业时，要穿上用金属丝制成的高压作业服，相当于把人体用金属网罩起来。这样，外部电场就不会影响到人体，从而避免了感应电流对人体的伤害。故选项C正确。 答案 C,4如图7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 ( ) 图7 AA、B两点场强相等，且都不为零 BA、B两点的场强不相等 C感应电荷产生的附加场强大小是|EA|EB| D当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动,解析 枕形导体处于静电平衡状态，其内部的A、B两点场强都为零，A错，B错；由于A离正电荷较近，正电荷在A点产生的场强较大，故感应电荷在A点产生的附加场强也较大，C错；电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体定向移动，以中和枕形导体上的正电荷，最后使它显示负电性，D对。 答案 D,
