2017-2018学年高中物理人教版选修3-1教学案：第一章-第7节-静电现象的应用-Word版含解析高品质版

第7节

静电现象的应用

1．静电平衡状态是指处在电场中的导体内的自由电子不

再发生定向移动的状态。

2．处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面是等

势面，其内部电场强度处处为零。 3．尖端放电现象是导体尖端失去电荷的现象。 4．金属壳达到静电平衡时，其内部不受外部电场影响，

金

属壳的这种作用叫静电屏蔽。

一、静电平衡状态、导体上电荷的分布 1．静电平衡状态

导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，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，方向跟导体表面垂直。 3．导体上电荷的分布

(1)处于静电平衡状态的导体，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。

二、尖端放电和静电屏蔽 尖端放电 导体尖端的强电场使附近的空气电离，原理 电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷 应用或防止 应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失 应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连 静电屏蔽 当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响

1．自主思考——判一判

(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。(√) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。(×)

(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。(√)

(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。(×) (5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(×) (6)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。(√)

2．合作探究——议一议

(1)如图1-7-1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，小球带不带电？

图1-7-1

提示：不带电。小球放入金属空腔球壳内，平衡后，电荷只分布在金属空腔球壳的外表面。

(2)把手机放在不锈钢快餐杯中并用盖子盖住，手机还能接通吗？如果放在塑料饭盒中呢？试一试并解释其中的原因。

提示：手机放在塑料饭盒中能够接通，放在不锈钢快餐杯中不能接通。这是因为不锈钢快餐杯能够形成静电屏蔽，手机无法接收到外界的电磁信号，所以不能接通。

对静电平衡的理解