7 静电现象的应用
素养目标定位) ※ ※ ※ 理解静电平衡状态及特点 知道静电平衡时导体上电荷的分布特点 了解生活中的静电现象及应用 ,素养思维脉络)
知识点1 静电平衡状态
1．静电感应现象
处于电场中的导体，由于__电场力__的作用，电荷出现__重新分布__的现象。 2．静电平衡状态
导体中(包括表面上)没有电荷__定向移动__的状态。 3．静电平衡状态的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强__处处为零__。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面__垂直__。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个__等势体__，导体的表面为__等势面__。
知识点2 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__外表面上__。 2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)__越大__，凹陷的位置__几乎没有__电荷。
知识点3 尖端放电
1．电离
在导体尖端强电场的作用下，使空气分子中的__正负电荷__分离，这种现象叫做空气的电离。
2．尖端放电
由于导体尖端的__电荷密度__很大，其附近电场__很强__，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的__带电粒子__，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被__吸引__到尖端，跟尖端上的电荷__中和__，这相当于尖端__失去__电荷，这个现象叫尖端放电。
3．应用和防止
(1)应用：__避雷针__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__表面尽量光滑__会减少电能的损失。
知识点4 静电屏蔽
1．定义
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__影响的现象。
2．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，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。
思考辨析
『判一判』
(1)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动。( × ) (2)静电平衡时，导体内部场强为零。( √ ) (3)静电平衡时，导体电势为零。( × )
(4)静电平衡时，导体内部表现为电中性。电荷都分布在外表面，导体内部没有净电荷。( √ )
(5)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，不具有静电平衡的特点。( × )
『选一选』
(多选)夏季，在雷云形成的过程中，由于摩擦起电一些云层带正电，另一些云层带负电，它们对大地的静电感应使地面产生异种电荷。当云层与云层间或云层与地面间的“电势差”达到几万伏以上时，空气被击穿，暴发电闪雷鸣。假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是( CD )
A．在大树下避雷雨
B．停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 C．不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔 D．在空旷地带，最好关掉手机电源
解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。因此不要在大树下避雨；别停留在山顶、山脊的凉亭等地方；快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。
『想一想』
你知道家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属的主要原因吗？
解析：若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属外壳就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作。
探究一 对静电平衡及其特点的理解
Si kao tao lun
思考讨论
1
如图所示，当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到静电力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象。
(1)这种定向移动是无休止的吗？
(2)电荷的移动对导体内部的电场有影响吗？ (3)你能在图中画出等势面吗？ 提示：(1)不是 (2)有 (3)能(图略) Gui na zong jie
1．静电平衡实质
归纳总结
(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。
2024_2024学年高中物理第一章静电场7静电现象的应用学案新人教版选修3_1
