中职物理高教版（2021）电工电子类第三节 静电感应 静电屏蔽完美版备课ppt课件

这是一份中职物理高教版（2021）电工电子类第三节 静电感应 静电屏蔽完美版备课ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了新课导入，静电感应，雷电现象，静电平衡，尖端放电，尖端放电的原理，尖端放电的应用，静电屏蔽，静电屏蔽的应用等内容，欢迎下载使用。

自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？
静电有其有利的一面，也有有害的一面。为做好静电的防止和利用，我们需要先学习静电平衡。
两个带有绝缘支架的枕形导体彼此接触，它们的一端各有一对金属箔，将一个球形导体与起电机连接，摇动起电机，使金属球带正电，将金属球靠近枕形导体。
当带正电的金属球靠近枕形导体时，枕形导体就处在带电金属球的电场中，其内部的自由电荷受电场力的作用，向与电场相反的方向定向移动。这样，枕形导体在靠近金属球的一端带负电荷，在远离金属球的一端带正电荷，因此两端的金属箔张开。
放入电场中的导体，导体内的自由电荷在外电场的作用下重新分布，使得导体两端出现等量异种电荷，这种现象称为静电感应。 利用静电感应使金属导体带电的过程称为感应起电。 由于静电感应而使导体所带的电荷称为感应电荷。
【思考与讨论】课本图5-3-2所示，当金属球靠近枕形导体后，由于静电感应，枕形导体两端出现了等量异种电荷。若此时把两个枕形导体分开，再移走金属球，枕形导体两端金属箔张开的角度会 （填“变小”“变大”或“不变”）。如果再把两个枕形导体重新连起来，让它们彼此接触，两端的金属箔张开的角度将 （填“变大”“闭合”或“不变”）。
使物体带电的过程就是使物体中的正、负电荷分离而重新分布的过程，而电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的代数和保持不变，这就是我们学过的电荷守恒定律。
不同云层之间发生的放电现象又称为云间放电。当带有异种电荷的云层靠近到一定距离时，电场将空气击穿而发生瞬间放电，放电时产生的强大电流就是我们见到的闪电，而放电时产生的声音就是雷声。
1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。
2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中产生反方向电场强度Eˊ。
3.感应电荷的电场增到与外电场相等时E'=E0，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。
4.静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,叫静电平衡状态。
2.处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
3.导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动
▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离
强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。
▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动
导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。
导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
避雷针又称接闪器，它应用的就是尖端放电的原理。在被保护物的顶端安装一根尖锐的金属棒,用符合规格的导线与埋在地下的泄流地网连接起来，当带电云层接近地面时，在避雷针的顶端，形成局部强电场，引导雷电向避雷针放电，再通过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
飞机的机翼尾端安装的放电刷，就是利用了尖端放电原理。飞机在空中高速飞行时，由于飞机的机壳与空气不断摩擦等原因而使飞机产生静电，电荷累积到一定程度时会造成飞行安全事故。放电刷利用尖端放电的原理,将电荷集中于机体外侧的尖端,使其不断与空气发生小的放电过程,减少机身电荷累积，以保护飞机和飞行安全。
导体尖端电荷密度大
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
把带电体放在验电器的附近时，验电器因为静电感应使金属箔带电，金属箔张开，若用金属网罩将验电器罩住，再将带电体靠近，发现金属箔没有张开。
实验表明，导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
静电屏蔽的两种情况及本质
①现象：由于静电感应，验电器箔片张开。将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，即外部电场影响不到导体内部。②本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。
①导体壳没有接地时处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，空间电场的电场线起于场源正电荷，终于导体壳内表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷，终于无穷远，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。
②导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，空间电场起于场源正电荷终于导体壳内表面负电荷，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。
本质：仍然是静电感应，导体内表面感应电荷与壳内电场在导体壳表面以外空间叠加结果为零。
1.电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。
2.三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。