高中物理导师会高中辅导班老师总结人教版高中物理选修3-1复习,静电现象应用知识点,做了一个整理,希望能帮助大家更好地复习与备考。
1.静态平衡状态
导体中自由电子的定向运动状态称为静电平衡。
2.静电平衡特性
主要结果如下:(1)在静电平衡状态下,导体的内部电场强度为零;
(2)在静电平衡状态下,整个导体为等势体,其表面为等势表面。
3.静电平衡导体的电荷分布特性
(1)导体内没有电荷。
(2)受导体形状的影响,不仅在滑移时电荷密度较高,而且在导体表面也是如此,电荷越锐化,电荷密度越大,下沉位置几乎没有电荷。
(3)“远端与近端”电荷相对,电量相等。
如图所示,处于静电平衡状态的导体,两端靠近和远离源电荷,将感受到相同数量的多相电荷,即“远离近和近差”。
如图所示,当两个或多个原本彼此绝缘的导体通过电线接触或连接时,它们可以被视为大导体,而在某些问题中,“用手接触导体”的提法实际上是一种通过人体和地球形成大导体的导体。
4.尖端放电
主要结果如下:(1)离子化现象:带电粒子在空气中高速冲击下,分子中正负电荷的分离。
(2)最先进的放电:导体尖端的电荷在空气中吸引与其符号相反的电荷,尖端的电荷被中和,电荷丢失,称为点放电点。
5.静电屏蔽
腔内导体在电场中,由于内表面是免费的,空腔中不存在电场,称为静电屏蔽。
静电屏蔽有两种情况:
(1)导体的外电场不影响导体的内部,即外电场的电场强度与导体表面的感应电荷的叠加为零。
(2)接地导体的内部电场不影响导体的外部,因为导体外的感应电荷被排除在地面上,因此导体外任何一点感应电荷与内壁感应不同电荷的叠加为零。
6.静电平衡与静电屏蔽分析。
(1)静电平衡的本质
(1)在导体中出现静电感应现象,感应电荷在导体中产生附加电场E,这与施加的电场E相反,这使得自由电荷同时受到F"=E"Q的电场力。随着导体两端感应电荷的积累,E"逐渐增大,当E为E时,导体中电场强度的矢量和为零,自由电荷的力为零。此时,导体中没有自由的电荷方向移动,也就是说,导体达到静电平衡状态。
2当外部电场和导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时,原有的静态平衡状态被打破,电荷不断移动,直到再次达到平衡,所以静态平衡也是动态平衡。
(2)静电屏蔽的本质
从本质上说,静电感应现象是用来使金属壳层中感应电荷的电场和外加电场矢量为零,就好像金属壳层“屏蔽”了外部电场,即所谓的屏蔽效应,实际上,壳体中两种电场的和是同时存在的,矢量之和为零。
静电现象的应用分析
这部分知识是中等难度的,在通常的实践中,阶段性考试会以选择题或探索性实验试题的形式出现,在高考中不是考试的重点,有时是以选择题的形式出现。这一节是本章的难点内容,概念规律很抽象,只有积极参与整个过程,才能深入了解静电平衡状态下导体的特性和规律。克服思维定势的消极转变和主观思辨的不良倾向,有利于培养严肃严谨的体育素养。
在学习过程中,要注意这一节在实践中的应用。例如,火花放电和接地放电(火花放电是指火花放电现象,其中电荷在物体上积累,火花放电在放电过程中发生;接地放电是指为了防止过多的电荷积聚在物体上,电荷与地球相连以保持放电的现象)。尖端放电原理:物体表面带电致密,电场强度大,会将空气分子“撕裂”成离子,从而导电;尖端放电可应用于避雷针;;静电除尘、静电复印、静电喷涂;静电产生的火花可引起火灾,如油罐、纺织厂、危险产品等场所必须避免静电。