7 静电现象的应用 1．静电平衡状态下导体的电场 (1)静电平衡状态：导体中(包括表面)自由电子不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态． (2)静电平衡状态下导体的特点： ①处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零． ②处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面． ③表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直． 2．导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面． (2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷． 3．尖端放电 (1)电离：使空气分子中的正负电荷分离，这种现象叫做空气的电离． (2)尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电离子在强电场的作用下加速，会使更多的空气分子电离，产生大量的正负离子，与导体尖端的电荷符号相反的离子被吸引到尖端，跟尖端上的电荷中和，这相当于尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电． (3)应用与防止：应用：避雷针；防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电． 4．静电屏蔽 导体处于静电平衡时，内部电场强度处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的电场强度也处处为零， 无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会深入到导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽． 飞机在云层与云层之间飞行或起飞、着陆时都有可能遭遇雷击．但是当飞机遭遇雷击时，电流可以从雷电云达到飞机头部，纵向流过机身外壳，最后从机尾凌空打到地上或从其中一机翼打过另一机翼，横向流过机身．但不管怎样，闪电都只会沿着飞机外壳流过，而不会进入机内对乘客造成伤害，你知道这是为什么吗？ 提示：飞机外壳是金属材料的，它会在雷击时形成静电屏蔽，保护飞机内的乘客． 考点一 对静电平衡的理解 1．静电平衡实质 (1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止． (2)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0. 2．静电平衡状态的特点 (1)处于静电平衡状态下的导体的特点 ①导体内部某处感应电荷产生的场强E′与周围原电场场强E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部处处合场强E合为零，但导体表面的电场强度不为零． ②整个导体是一个等势体，导体表面是等势面，但电势不一定为零． ③电场线与导体表面垂直． (2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 ①净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷． ②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异． ③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷． 【例1】 长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距导体棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于_____，方向_____． 解答本题时应把握以下两点： (1)导体内的电场强度是点电荷形成的电场与感应电荷形成的电场的矢量和． (2)感应电荷的电场强度与点电荷q的电场强度等大反向． 【答案】 向左 【解析】 导体处于静电平衡状态时，导体内部合电场强度为零，这是点电荷q所形成的电场与棒两端出现的感应电荷所形成的附加电场在棒中叠加的结果，即E合＝E1＋E2＝0.因此可通过计算点电荷＋q产生的电场E1，来确定感应电荷所形成的电场E2的大小和方向．点电荷＋q在棒中点处产生的电场强度由公式E＝k，得E1＝k，方向向右．由该点合电场强度 ... ...
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