課程內(nèi)容

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》
靜電平衡狀態(tài)：當(dāng)E_合=0時，金屬導(dǎo)體中的電子不再發(fā)生定向移動，這時我們說導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。
一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點：
1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。
2、導(dǎo)體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。
3、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。
注意：
1、靜電平衡狀態(tài)瞬時即可完成。
2、地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。
二、導(dǎo)體上的電荷分布
一個導(dǎo)體，不論原來是不是帶電，放入電場中以后，都會由于靜電感應(yīng)而在導(dǎo)體的不同部位出現(xiàn)電荷。靜電平衡時，導(dǎo)體上的電荷分布有以下兩個特點。
（1）平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，其電荷只分布在外表面。
（2）在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。
三、尖端放電的應(yīng)用：避雷針
導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞“散”，也就是使分子中的正負(fù)電荷分離。這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。中性的分子電離后變成帶負(fù)電的自由電子和失去電子而帶正電的離子。這些帶電粒子在強電場的作用下加速，撞擊空氣中的分子，使它們進(jìn)一步電離，產(chǎn)生更多的帶電粒子。那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這個現(xiàn)象叫做尖端放電。
避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。它是一個或幾個尖銳的金屬棒，安裝在建筑物的頂端，用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板連接，保持與大地的良好接觸。當(dāng)帶點的雷雨云接近建筑物時，由于靜電感應(yīng)，金屬棒出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過尖端放電，這些電荷不斷向大氣釋放，中和空氣中的電荷，達(dá)到避免雷擊的目的。
四、靜電屏蔽
把一個電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里，即使殼外有電場，由于殼內(nèi)電場強度保持為0，外電場對殼內(nèi)的儀器不會產(chǎn)生影響。金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽。
空腔導(dǎo)體屏蔽外部電場，使其不受影響內(nèi)部。
第二種屏蔽方式：空腔導(dǎo)體屏蔽內(nèi)部電場，是其不影響外部——接地。