选修3-1 第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
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学习目标：
1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件. 2.掌握静电平衡状态下的导体特点. 3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用． 学习过程： 【新知探究】
一、静电平衡状态下的导体
[导学探究] 如图1所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题： (1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？ (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
例1 长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图2所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________．
图2
针对训练1 (多选)如图3所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是( )
A．感应电荷在A点的场强沿E1方向 B．感应电荷在A点的场强沿E2方向 C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向 D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向
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二、导体上电荷的分布
静电平衡时，导体上的电荷分布有：
(1)净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷．
(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图4甲所示． (3)净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示．
甲 乙
图4
例2 如图5所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是( )
A．只有球壳外表面带正电
B．球壳的内表面带负电，外表面带正电 C．球壳的内、外表面都带正电
D．球壳的内表面带正电，外表面带负电
针对训练2 (多选)如图6所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( ) A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触 D．使验电器A靠近B 三、尖端放电 静电屏蔽
[导学探究] (1)避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
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