高中物理（人教版选修3-1）配套课件：第一章第9讲带电粒子在电场中的运动.pptxVIP

第一章　静电场第9讲　静电现象的应用目标定位1.知道什么是静电平衡状态，能说出处于静电平衡状态的导体 中电场的特征.2.知道静电平衡状态下导体上电荷的分布规律.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.栏目索引一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布二、尖端放电和静电屏蔽对点检测 自查自纠知识梳理1.静电平衡状态发生静电感应现象时，感应电荷的电场与原电场 ，使导体内部电场 ，直至为零，导体内部自由电子不再发生 的状态.2.处于静电平衡状态下导体中电场的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场 .(2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面 .(3)处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个 .叠加减弱定向移动处处为0垂直等势面等势体答案一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布3.导体上电荷的分布特点(1)导体内部 电荷，电荷只分布在导体的 .(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度 ，凹陷的位置几乎 .没有外表面越大没有电荷答案【深度思考】导体达到静电平衡状态后，导体内的电荷还在运动吗？答案　达到静电平衡后，自由电子没有定向移动，而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动.答案典例精析例1　长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示.当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________.图1总结提升解析答案解析　导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场：＋q在该点形成的电场E0；附加电场：棒上感应电荷在该点形成的电场E′，达到静电平衡状态时E′＝E0.题中所求的即为E′，于是我们通过上述等式转化为求E0.总结提升总结提升(1)当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时，感应电荷的分布会迅速变化，很快达到新的平衡.(2)静电平衡时，感应电荷产生的电场与外电场在导体内部的合场强为零.例2　如图2所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强大小E和电势φ的关系是(　)A.Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc B.Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φcC.Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＝φc D.Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φcD图2解析　空腔球形导体在正电荷A的电场中感应的结果如图所示，从电场线的疏密可确定a点场强大于c点场强，而b点场强为零，故Ea＞Ec＞Eb，而沿着电场线电势降低，故φa＞φb＞φc，D选项正确.解析答案返回知识梳理1.所带电荷与导体尖端的电荷符号 的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷 ，这相当于导体从尖端 电荷.这个现象叫做 .2.把一个电学仪器放在 的金属壳(网)里，即使壳(网)外有电场，由于 保持为零，外电场对壳(网)内的仪器也不会 的现象叫静电屏蔽.相反中和失去尖端放电封闭产生影响壳(网)内场强答案二、尖端放电和静电屏蔽3.尖端放电和静电屏蔽的应用、防止：(1)尖端放电：①应用： 是利用尖端放电避免雷击的一种设施.②防止：高压设备中导体的表面尽量 会减少电能的损失.(2)静电屏蔽的应用：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.避雷针光滑答案典例精析例3　如图3所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则(　)A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电C.B的外表面带正电 D.B的内表面带负电图3总结提升解析答案返回解析　因为金属壳的外表面接地，所以外表面无感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电，D对，B、C错；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，由电场叠加知，电场线的方向由A指向B，所以空腔内电场强度不为零，A错.答案　D总结提升静电屏蔽的两种情况总结提升?屏蔽外电场屏蔽内电场图示实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用总结提升最终结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质静电感应与静电平衡返回1.(静电平衡状态下导体的电场)如图4所示，一个带负电的金属球放在绝缘的支架上，处于静电平衡状态，金属球内部的场强大小为E1，若减少金属球的带电荷量，再次处于静电平衡状态后，金属球内部的场强大小为E2，则(　)A.E2＜E1 B.E2＞E1C.E2＝E1 D.无法确定C图4解析　处于静