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课件网) §1.7 静电的应用及危害 静电： 所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷（流动的电荷就形成了电流）. 第一章 静电场 两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏特的电流对其进行电击。 鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。 静电屏蔽 1、静电感应 把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 E0 A B C D - - - - - - - - 2.静电平衡 - - - - - - - - - E' E' E' 1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动. 2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场. E0 - - - E' - - - - 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=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. E0 E0 一、静电平衡 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E 和原电场E在导体内叠加为零，即E =E时，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 ＋ － － ＋ 3、处于静电平衡状态导体的特点： （1）导体内部的场强处处为零 （2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面 + + + + + + + + - - - - - - - - E （3）导体处于静电平衡状态时，导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 4、对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本质是： 导体表面所带全部电荷在内部任一处产生的电场强度的矢量和为零。 拓展：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。 例1：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？ Q R r A E、E 和E合的区别： E是点电荷Q产生的电场（即外电场） E 是感应电荷产生的电场（附加场） E合是两个电场叠加后的合电场。 E由外电场决定，E =E，E合=0 o 注意： （1）用导线把导体接地或用手触摸导体时，可把导体和地球看成一个大导体 （2）一般取无穷远处或大地的电势为零。 练习1：带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？方向怎样？ +Q -Q O · 方向水平向左 法拉第圆筒实验 二、导体上电荷的分布 1、法拉第圆筒实验: 1 2 a.用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁. 1 2 b.和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布. 1、法拉第圆筒实验: 1 2 c.和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布. 1、法拉第圆筒实验: 2、导体上电荷的分布 现象: 验电球P分别从A到B到C接触带电导体，再与验电器接触，看到验电器的箔片张角逐渐增大。 2、静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷平坦的位置几乎没有电荷 三、尖端放电 导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。 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电荷异号粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这 ... ...
