第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

1、雷電發(fā)生時(shí),車中是安全的!一、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體電場(chǎng)一、靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體電場(chǎng)1、靜電平衡狀態(tài)、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)稱為靜電平衡狀態(tài)。狀態(tài)稱為靜電平衡狀態(tài)。導(dǎo)體處于電場(chǎng)中的情況：導(dǎo)體處于電場(chǎng)中的情況：e感感=e外外e合合=0孤立帶電體：孤立帶電體：在沒(méi)有外電場(chǎng)中的帶電導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，在沒(méi)有外電場(chǎng)中的帶電導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，其內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)其內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)e一定為零一定為零 ；導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零；導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零；導(dǎo)體內(nèi)部導(dǎo)體內(nèi)部：e=0導(dǎo)體內(nèi)部導(dǎo)體內(nèi)部：二、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體特點(diǎn)二、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體特點(diǎn)：處于靜電平衡

2、狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零；處于靜電平衡的導(dǎo)體是個(gè)處于靜電平衡的導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體等勢(shì)體，它的，它的表面表面 是個(gè)等勢(shì)面是個(gè)等勢(shì)面；導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的 外表面；外表面；在導(dǎo)體越尖銳的位置，電荷密度越大，凹陷在導(dǎo)體越尖銳的位置，電荷密度越大，凹陷 的位置幾乎沒(méi)有電荷；的位置幾乎沒(méi)有電荷；導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線垂直于金屬表面；導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線垂直于金屬表面；三、導(dǎo)體上電荷分布的特點(diǎn)三、導(dǎo)體上電荷分布的特點(diǎn)四、尖端放電四、尖端放電1、空氣的電離、空氣的電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，導(dǎo)體尖端的電荷密度

3、很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動(dòng)，把空氣分子撞散，正負(fù)電荷生劇烈的運(yùn)動(dòng)，把空氣分子撞散，正負(fù)電荷分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的電離。分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的電離。2、尖端放電、尖端放電：導(dǎo)體所帶的電荷由于被尖端吸引，而奔向尖導(dǎo)體所帶的電荷由于被尖端吸引，而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端，與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這種現(xiàn)象叫做尖端放電。端失去電荷，這種現(xiàn)象叫做尖端放電。3、尖端放電的應(yīng)用、尖端放電的應(yīng)用：雷電與避雷 雷電產(chǎn)生的原因：雷電產(chǎn)生的原因： 主要由于主要由于云層的相互摩擦云層的相互

4、摩擦，導(dǎo)致了云層帶異種電荷導(dǎo)致了云層帶異種電荷且大量積累。而靠近地且大量積累。而靠近地面的云層中電荷的大量面的云層中電荷的大量積聚，又會(huì)使地面因積聚，又會(huì)使地面因靜靜電感應(yīng)電感應(yīng)而引起電荷的集而引起電荷的集聚。聚。 云層之間、云層與在地面之間形成云層之間、云層與在地面之間形成幾百萬(wàn)伏幾百萬(wàn)伏以上的電以上的電 壓。這個(gè)電壓足可以擊穿空氣（使空氣電離），產(chǎn)生壓。這個(gè)電壓足可以擊穿空氣（使空氣電離），產(chǎn)生 幾十萬(wàn)安培幾十萬(wàn)安培的瞬間電流。的瞬間電流。電流生熱使空氣發(fā)光電流生熱使空氣發(fā)光，叫做，叫做 閃電閃電；空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，叫做，叫做雷聲雷聲。避雷原理避雷針是豎立在

5、建筑物最高處的一根與地相通的金屬桿。桿的上端是尖的，尖端容易放電，形成電阻小的通路。云中的電荷可通過(guò)避雷針入地。建筑物即可免受雷擊。美國(guó)科學(xué)家富蘭克林發(fā)明現(xiàn)代避雷針 富蘭克林認(rèn)為閃電是一種放電現(xiàn)象。了證明這一點(diǎn)，他在1752年7月的一個(gè)雷雨天，冒著被雷擊的危險(xiǎn)，將一個(gè)系著長(zhǎng)長(zhǎng)金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進(jìn)雷雨云中，在金屬線末端拴了一串銅鑰匙。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，富蘭克林手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電火花。手上還有麻木感。 幸虧這次傳下來(lái)的閃電比較弱，富蘭克林沒(méi)有受傷。 此次試驗(yàn)后，富蘭克林認(rèn)為，如果將一根金屬棒安置在建筑物質(zhì)頂部，并且以金屬線細(xì)連接到地面，那么所有接近建筑物的閃電都會(huì)被引導(dǎo)至地面，而不至于損壞建

6、筑物。 4、尖端放電的防止、尖端放電的防止：尖端放電會(huì)導(dǎo)致高壓高備上電能的損失，高壓尖端放電會(huì)導(dǎo)致高壓高備上電能的損失，高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)盡量光滑。設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)盡量光滑。五、靜電屏蔽五、靜電屏蔽1、靜電屏蔽、靜電屏蔽： 為了避免外界電場(chǎng)對(duì)儀器設(shè)備的影響，或者為了避免外界電場(chǎng)對(duì)儀器設(shè)備的影響，或者 避免電器設(shè)備的電場(chǎng)對(duì)外界的影響，用一個(gè)避免電器設(shè)備的電場(chǎng)對(duì)外界的影響，用一個(gè) 空腔導(dǎo)體（或網(wǎng)罩）把外電場(chǎng)遮住，使其內(nèi)空腔導(dǎo)體（或網(wǎng)罩）把外電場(chǎng)遮住，使其內(nèi) 部不受影響，也不使電器設(shè)備對(duì)外界產(chǎn)生影部不受影響，也不使電器設(shè)備對(duì)外界產(chǎn)生影 響，這就叫做靜電屏蔽。響，這就叫做靜電屏蔽。2、原理、原理：空腔導(dǎo)體