高中物理選修3-1復(fù)習(xí),靜電現(xiàn)象應(yīng)用知識點(diǎn)
2019-01-07 16:08:12三好網(wǎng)
1.靜電平衡狀態(tài)
導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動的狀態(tài),叫做靜電平衡狀態(tài).
2.靜電平衡特點(diǎn)
�。�1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強(qiáng)度為零;
�。�2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢體,它的表面是個(gè)等勢面.
3.靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)
(1)內(nèi)外表面分布不同,電荷都分布在外表面,導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷.
(2)受導(dǎo)體的形狀影響,不光滑處電荷密度大.在導(dǎo)體表面,越尖銳的位置,電荷的密度越大,凹陷的位置幾乎沒有電荷.
�。�3)“遠(yuǎn)近端”電荷的電性相反,電量相等.
如圖所示,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,離場源電荷較近和較遠(yuǎn)的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷,即“遠(yuǎn)同近異”.
如圖所示,當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來彼此絕緣的導(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線連接時(shí),就可把它們看作是一個(gè)大導(dǎo)體,有些問題中所提到的“用手接觸某導(dǎo)體”其實(shí)就是導(dǎo)體通過人體與大地構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體.
4.尖端放電
�。�1)電離現(xiàn)象:空氣中的氣體分子在帶電粒子的高速撞擊下,分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象.
�。�2)尖端放電:導(dǎo)體尖端的電荷吸引空氣中與它符號相反的電荷,尖端上的電荷被中和而失去電荷,這個(gè)現(xiàn)象叫做尖端放電.
5.靜電屏蔽
處在電場中的空腔導(dǎo)體,由于內(nèi)表面沒有電荷,所以空腔內(nèi)沒有電場,這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽.
靜電屏蔽有兩種情況:
(1)導(dǎo)體的外電場影響不到導(dǎo)體的內(nèi)部,即外電場與導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)電場強(qiáng)度的疊加結(jié)果為零.
(2)接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場影響不到導(dǎo)體外部,是因?yàn)閷?dǎo)體外部的感應(yīng)電荷都被排斥入地,使感應(yīng)電荷與內(nèi)壁的感應(yīng)異種電荷在導(dǎo)體外部任一點(diǎn)電場強(qiáng)度的疊加結(jié)果為零.
6.靜電平衡和靜電屏蔽實(shí)質(zhì)分析
�。�1)靜電平衡實(shí)質(zhì)
�、賹�(dǎo)體發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)附加電場E′,跟外加電場E反向,使自由電荷同時(shí)又受到F′=E′q的電場力,隨著導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷不斷積累,E′逐漸增大,當(dāng)E′=E時(shí),導(dǎo)體內(nèi)電場強(qiáng)度的矢量和為零,自由電荷所受合力為零,這時(shí)導(dǎo)體中無自由電荷定向移動,即導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài).
②當(dāng)外電場、導(dǎo)體在電場中的位置或?qū)w的形狀發(fā)生變化時(shí),原來的靜電平衡狀態(tài)被打破,電荷繼續(xù)移動,直到再次達(dá)到平衡,因此靜電平衡也是一個(gè)動態(tài)的平衡.
�。�2)靜電屏蔽實(shí)質(zhì)
實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零,好像是金屬殼將外電場“擋”在外面,即所謂的屏蔽作用,其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場并存,矢量和為零而已.
靜電現(xiàn)象的應(yīng)用考點(diǎn)分析:
這部分知識難度中等, 在平時(shí)的練習(xí)中、階段性考試中會以選擇題或者探究實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn),在高考中不是考查重點(diǎn),有時(shí)以選擇題的形式考查.本節(jié)是本章的難點(diǎn)內(nèi)容,概念規(guī)律非常抽象,只有積極參與探究全過程,才能深刻理解靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)、規(guī)律,克服思維定勢的負(fù)移和主觀臆斷的不良傾向,對培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭仞B(yǎng)很有幫助.
學(xué)習(xí)過程中,要注意本節(jié)內(nèi)容在實(shí)際中的應(yīng)用.例如,火花放電和接地放電(火花放電是指物體上積累了電荷,且放電時(shí)出現(xiàn)火花的放電現(xiàn)象;接地放電是指為了防止物體上過量積累電荷,而用導(dǎo)體與大地連接,把電荷接入大地進(jìn)行時(shí)時(shí)放電的現(xiàn)象);尖端放電的原理:物體表面帶電密集的地方—尖端,電電場強(qiáng)度度大,會把空氣分子“撕裂”,變?yōu)殡x子,從而導(dǎo)電;尖端放電可以應(yīng)用到避雷針上;避雷針的發(fā)展史介紹富蘭克林與國王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭;靜電除塵,靜電復(fù)印,靜電噴漆;靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi),如油罐、紡織廠、危險(xiǎn)制品等地方都必須避免靜電。