4．静电的防止与利用 [学习任务] 1．知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点。 2．知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。 3．了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理。 [问题初探] 问题1．静电平衡状态指的是什么状态？ 问题2．静电平衡状态的导体内部电场强度有什么特点？ 问题3．避雷针的原理是什么？ [提示] 问题1．导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。 问题2．内部的电场强度处处为零。 问题3．尖端放电。 [自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 静电平衡 1．静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧感应出电荷的现象。 2．静电平衡状态：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。 3．导体内部电场强度特点：处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0。 如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷。 问题1．自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向又如何？ 提示：静电力，与电场强度方向相反。 问题2．自由电子能否一直定向移动？为什么？ 提示：不能，自由电子也形成电场E′，当E′＝－E0时，不再定向移动。 1．对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合电场强度为零，E′＝－E。 2．处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点 (1)净电荷只分布在导体外表面，内部没有净电荷。 (2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图甲所示。 (3)净电荷在导体外表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示。 【典例1】 (对静电平衡的理解)如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是 ( ) A．导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度 B．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA＝EB C．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EAEB，B、C错误；当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，D正确。] 【典例2】 (处于静电平衡的导体的电荷分布)(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( ) A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的外壁接触 D．使验电器A靠近B BCD [A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；B项中可以使取电棒带电，从而使A带电；C项中用带绝缘外皮的导线连接实际上是将验电器A和C连成了一个导体，A因接触而带电；D项中是感应起电。所以B、C、D项正确。] 【典例3】 (利用静电平衡的特点求解电场强度)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，如图所示。当棒达到静电平衡时，求棒上感应电荷在棒内中 ... ...
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