静电的应用及危害课件

第七节第七节静电现象的应用静电现象的应用第七节1-E置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。将发生定向移动。一、静电平衡状态下导体的电场一、静电平衡状态下导体的电场静电感应-E置于电场中的2-E在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。现象。静电感应-E在导体两端，积3-E感应电荷在导体内部产生电场感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场叠，与原电场叠加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。续做定向移动。E-E静电感应感应电荷在导体4-E当内部合场强为零时，即当内部合场强为零时，即E=E时，电荷不再发时，电荷不再发生定向移动。生定向移动。E=EE内内=0-E当内部合场强为零时，即5u导体内部场强处处为零导体内部场强处处为零u导体是等势体导体是等势体,表面为等势面表面为等势面u导体外部表面附近场强方向与导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直该点的表面垂直O处于静电平衡状态下导体的特征：处于静电平衡状态下导体的特征：地球是一个极大的导体，可以认为处于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。我们可以选大地做零电势体的一个原因。导体内部场强处处为零处于静电平衡状态下导体的特征：地球是一个6思考：电荷在导体上的分布是怎样的呢？思考：电荷在导体上的分布是怎样的呢？均匀球形导体均匀球形导体是不是这样分布呢？是不是这样分布呢？二二、导体上电荷的分布导体上电荷的分布导体内部有无电场？导体内部有无电场？思考：电荷在导体上的分布是怎样的呢？均匀球形导体是不是这样分7二二、导体上电荷的分布导体上电荷的分布实验实验2 2：法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验u结论结论2:2:导体表面越尖锐的位置电荷越密集导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷凹陷的位置几乎没有电荷二、导体上电荷的分布实验2：法拉第圆筒实验结论2:导体表面越8静电平衡时导体上电荷的分布的特点静电平衡时导体上电荷的分布的特点（1 1）导体内部没有电荷，电荷只分布在）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面导体的外表面（2 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷）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，凹陷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷的位置几乎没有电荷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9导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端周围电场强尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动分子中正负电荷分开分子中正负电荷分开正负电荷奔向异种电荷正负电荷奔向异种电荷相当于尖端失去电荷相当于尖端失去电荷尖端放电尖端放电三，尖端放电三，尖端放电空气电空气电离离导体尖端电荷密度大尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动分10导体尖端的电荷密度很大，附近的电场导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。放电。在强电场作用下，物体曲率大的地方在强电场作用下，物体曲率大的地方(如如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电附近，等电势面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离势面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象离而产生气体放电的现象三三、尖端放电尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的11思考思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针避雷针燃气灶和燃气热水器的电子点火装置燃气灶和燃气热水器的电子点火装置针尖针尖形状形状思考1：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针燃气灶和燃气热水器12避雷针避雷针避雷针13静电的应用及危害课件14闪电防护闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则当遵从四条原则人长得高还是一件非常痛苦的事情人长得高还是一件非常痛苦的事情一一、人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以：端而被闪电直接击中，所以：闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则人15二二、人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨跨步电压步电压”造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差，别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害，所以：有强电流通过人体使人受伤害，所以：思考：小鸟停在单根高压线上思考：小鸟停在单根高压线上为什么电不死为什么电不死?二、人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害16三三、不可到孤立大树下和无避雷装置不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶高举头顶四四、不要进入水中，因水体导电好，不要进入水中，因水体导电好，易遭雷击易遭雷击总之，应当到较低处，双脚合拢地站总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会立或蹲下，以减少遭遇雷的机会闪电防护闪电防护三、不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金172 2：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状？个金属球而不做成针尖形状？2：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖18四四、静电屏蔽静电屏蔽由于静电感应，可使金属由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种场对它内部的影响，这种现象叫做现象叫做静电屏蔽静电屏蔽。四、静电屏蔽由于静电感应，可使金属19静电屏蔽现象静电屏蔽现象静电屏蔽现象20静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用21静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用超高压带电作超高压带电作业的工人德尔业的工人德尔工作服要用包工作服要用包含金属丝的织含金属丝的织物制成。物制成。三条输电线上方三条输电线上方还有两根导线与还有两根导线与大地相连，形成大地相连，形成一个稀疏金属一个稀疏金属“网网”，将高压线，将高压线屏蔽起来。屏蔽起来。静电屏蔽的应用超高压带电作业的工人德尔工作服要用包含金属丝的22思考：你有没有遇到过在家里用手机打电话信思考：你有没有遇到过在家里用手机打电话信号不好的情况？为什么号不好的情况？为什么?钢筋混凝土的框架式钢筋混凝土的框架式结构提高抗震能力的同时结构提高抗震能力的同时也对信号起到一定的屏蔽也对信号起到一定的屏蔽作用。作用。思考：你有没有遇到过在家里用手机打电话信号不好的情况？为什么232010年高考试题年高考试题15.请用学过的电学知识判断下列说法正确的请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（）是（）A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险B2010年高考试题15.请用学过的电学知识判断下列说法正确24轻松练习轻松练习1当导体达到静电平衡时，场强方面的特征当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（是（）A外电场外电场E0消失消失B感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E为零为零C导体内部的合场强导体内部的合场强E为零为零D导体表面和内部的合场强均为零导体表面和内部的合场强均为零C轻松练习1当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（25解析：解析：A错导体错导体B上内部各点的场强大小为零，上内部各点的场强大小为零，但是外部场强大小不相等但是外部场强大小不相等B对导体对导体A内部的场强一定为零。因为电内部的场强一定为零。因为电荷分布在外表荷分布在外表C错导体错导体B的左端电势和右端电势一样高，的左端电势和右端电势一样高，是等势体是等势体D对导体对导体B上的感应电荷在它的上的感应电荷在它的C点所形点所形成的场强一定不为零，因为它和成的场强一定不为零，因为它和A的电场的电场合场强叠加为零。合场强叠加为零。解析：26长为长为L L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q+q的的点电荷放在与棒的左端距离为点电荷放在与棒的左端距离为R R的地方，如图所示。的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O O处处产生的场强有多大？方向如何？产生的场强有多大？方向如何？RLO O+q答：答：达到静电平衡后导体内部处处场强为零达到静电平衡后导体内部处处场强为零则则 E感感E源源k(R+L/2)2E感方向与感方向与E源方向相反，即指向点电荷源方向相反，即指向点电荷+q.q课堂小练长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷271.导导体体自自身身带带电电处处于于静静电电平平衡衡，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A.导体内部场强是导体内部场强是0，所以电势也是，所以电势也是0B.电电荷荷只只分分布布在在外外表表面面，曲曲率率半半径径小小的的地地方方场强大，所以电势高场强大，所以电势高C.电电荷荷只只分分布布在在外外表表面面，电电场场线线一一定定和和外外表表面处处垂直面处处垂直D.以上说法均不正确以上说法均不正确C1.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是(28.把原来不带电的金属球壳把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，的外表面接地，将一个带正电的小球将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但从小孔中放入球壳内，但不与不与B发生接触，达到静电平衡后，则（）发生接触，达到静电平衡后，则（）A.球壳球壳B的空腔中场强处处为零。的空腔中场强处处为零。B.球壳球壳B不带电。不带电。C.球壳球壳B的内，外表面电势相等。的内，外表面电势相等。D.球壳球壳B的电势为零。的电势为零。.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球29解析：解析：A错，空腔内部电场不为零。错，空腔内部电场不为零。B错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。C对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体，对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体，其上电势处处相等。其上电势处处相等。D对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势处处相等，是个等势体。所以电势都为零。处处相等，是个等势体。所以电势都为零。解析：30 3、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将一个带正电的小球一个带正电的小球A放入腔中，当静电平衡放入腔中，当静电平衡时，图中时，图中a,b,c三点的场强大小关系是（三点的场强大小关系是（）A.EaEbEcB.Ea=EbEcC.Ea=Eb=EcD.EaEc EbDbca思考：思考：abc三点电势有什么关系？三点电势有什么关系？abc3、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将Dbca思考：a31主要原因是这么几个方面（站在主要原因是这么几个方面（站在高压线高压线上的小鸟，是站上的小鸟，是站在同一根在同一根电线电线上的，并联电路）上的，并联电路）第一，第一，双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短，分得双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短，分得的的电压电压也就相对很少。也就相对很少。第二，双脚站立时候，相对于电线，小鸟身体第二，双脚站立时候，相对于电线，小鸟身体电阻电阻要大要大得多，尤其得多，尤其爪子爪子上面有上面有角质层角质层，电阻太大，相当于电线，电阻太大，相当于电线在小鸟两脚间形成短路，所以通过小鸟的电流很小在小鸟两脚间形成短路，所以通过小鸟的电流很小 不过，如果鸟儿的身体同时接触到两根电线，或者站在不过，如果鸟儿的身体同时接触到两根电线，或者站在电线上的鸟在不绝缘的电线上的鸟在不绝缘的电杆电杆或架上磨嘴巴，就会有电流或架上磨嘴巴，就会有电流从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此，人们在从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此，人们在高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间，总是隔高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间，总是隔着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到保护着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到保护鸟类鸟类免遭触电免遭触电的作用，又可避免由于鸟类触电而发生的停电事故。的作用，又可避免由于鸟类触电而发生的停电事故。但是如果鸟的脚跨很长得的一段距离，电线也是有电阻但是如果鸟的脚跨很长得的一段距离，电线也是有电阻的，导体在温度、横截面积、材料一定的情况下，长度的，导体在温度、横截面积、材料一定的情况下，长度越长电阻与大！当这一长段电线的电阻比鸟两腿之间的越长电阻与大！当这一长段电线的电阻比鸟两腿之间的电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！但是没有鸟能电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！但是没有鸟能跨那么大的距离！跨那么大的距离！主要原因是这么几个方面（站在高压线上的小鸟，是站在同一根电线32