高中物理選修3-1復(fù)習(xí)，靜電現(xiàn)象應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)

　　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(dòng)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(chǎng)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(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)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(méi)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(méi)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(chǎng)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(lái)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(wèn)題中所提到的“用手接觸某導(dǎo)體”其實(shí)就是導(dǎo)體通過(guò)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(hào)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(chǎng)中的空腔導(dǎo)體，由于內(nèi)表面沒(méi)有電荷，所以空腔內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)，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(chǎng)影響不到導(dǎo)體的內(nèi)部，即外電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度的疊加結(jié)果為零．

　�。�2）接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)E′，跟外加電場(chǎng)E反向，使自由電荷同時(shí)又受到F′＝E′q的電場(chǎng)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(chǎng)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(wú)自由電荷定向移動(dòng)，即導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)．

　�、诋�(dāng)外電場(chǎng)、導(dǎo)體在電場(chǎng)中的位置或?qū)�體的形狀發(fā)生變化時(shí)，原來(lái)的靜電平衡狀態(tài)被打破，電荷繼續(xù)移動(dòng)，直到再次達(dá)到平衡，因此靜電平衡也是一個(gè)動(dòng)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(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零，好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)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(shí)難度中等， 在平時(shí)的練習(xí)中、階段性考試中會(huì)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(guò)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(shì)的負(fù)移和主觀臆斷的不良傾向，對(duì)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(guò)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(guò)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(chǎng)強(qiáng)度度大，會(huì)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(guó)王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭(zhēng)；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。