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(共20張PPT)
明析物理·模型解題
第三節
靜電的防止與利用
人教2019版
必修3第九章
新知導入
為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？
新課導入
新知導入
把一只小鳥放入一個用金屬網制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？
如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？
新課導入
新知講解
把金屬導體放在外電場E0中，由于導體內的自由電子受電場力作用而定向移動，使導體表面出現感應電荷的現象叫靜電感應。
一、靜電感應
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新知探究
新知講解
二、靜電平衡
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1.導體中自由電荷在電場力作用下將發生定向移動。
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2.導體兩端出現感應電荷,感應電荷在導體中中產生反方向的附加場。
新知探究
新知講解
二、靜電平衡
3.感應電荷的電場增到與外電場相等時，導體內合場強為零。自由電荷的定向移動停止。
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4.靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態,就叫靜電平衡狀態。
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新知探究
新知講解
二、靜電平衡
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發生靜電感應的導體，當感應電荷產生的附加電場E`和原電場E在導體內疊加為零，即E’=E時，自由電子停止定向移動，這時導體所處的狀態叫靜電平衡狀態。
新知探究
新知講解
結論：導體處于靜電平衡狀態時，其表面任一點場方向跟該點表面垂直。
場強方向跟該點的表面若不垂直,則沿該點的表面就有一場強分量,電荷在這一場強分量作用下就會發生運動,就不會處于靜電平衡狀態了。
新知探究
新知講解
三、靜電平衡的特點
1.處于靜電平衡狀態下的導體，內部的場強處處為零。
2.導體內部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。
新知探究
新知講解
1.靜電平衡時導體內部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的外表面。
四、靜電平衡時導體上電荷的分布的特點
2.處于靜電平衡狀態的導體，在導體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多），周圍的場強越大。
新知探究
新知講解
尖端放電
1.導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負電荷分離，這個現象叫做空氣的電離。
2.那些所帶電荷與導體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷，這個現象叫做尖端放電。
新知探究
3.應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。
新知講解
把一只小鳥放入一個用金屬網制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？
如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？
解疑答惑
新知講解
導體球殼內(或金屬網罩)達到靜電平衡后，內部場強處處為0，不受外部電場的影響，內部的儀器不會受到外電場的影響，這種現象叫做靜電屏蔽。
五、靜電屏蔽
新知探究
新知講解
靜電屏蔽的應用
1.電力工人高壓帶電作業，全身穿戴金屬絲網制成的衣、帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作業，使人安全作業。
新知探究
2.三條輸電線的上方還有兩條導線，與大地相連，形成一個稀疏的金屬網，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。
新知講解
1.屏蔽外電場
外電場
空腔導體可以屏蔽外電場,
使空腔內物體不受外電場影響。
空腔導體屏蔽外電場
靜電屏蔽的兩種情況及本質
新知探究
新知講解
①現象：由于靜電感應，驗電器箔片張開。將驗電器放入導體網罩內部后驗電器箔片不張開，即外部電場影響不到導體內部。
②本質：是靜電感應，導體外表面感應電荷與外電場在導體內部任一點的場強的疊加結果為零。
1.屏蔽外電場
靜電屏蔽的兩種情況及本質
新知探究
新知講解
①導體殼沒有接地時處于內部電場中，達到靜電平衡，導體殼內外表面出現等量異種電荷，空間電場的電場線起于場源正電荷，終于導體殼內表面負電荷，再起于導體殼外表面正電荷，終于無窮遠，殼內外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零。
2.屏蔽腔內電場
靜電屏蔽的兩種情況及本質
新知探究
新知講解
②導體殼接地后，導體殼外的正電荷被大地負電荷中和，正電荷出現在地球的另一端無窮遠處，空間電場起于場源正電荷終于導體殼內表面負電荷，導體殼內外表面之間及導體外部場強處處為零，導體外部空間不受內部電場影響。
2.屏蔽腔內電場
靜電屏蔽的兩種情況及本質
本質：仍然是靜電感應，導體內表面感應電荷與殼內電場在導體殼表面以外空間疊加結果為零。
新知探究
新知講解
六、靜電吸附
靜電除塵
靜電噴漆
靜電復印
新知探究
科學是可以解答的藝術！

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