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(shí)，金屬導(dǎo)體中的電子不再發(fā)生定向移動(dòng)，這時(shí)我們說(shuō)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(diǎn)：
1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。
2、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。
3、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。
注意：
1、靜電平衡狀態(tài)瞬時(shí)即可完成。
2、地球是一個(gè)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(gè)等勢(shì)體。這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。
二、導(dǎo)體上的電荷分布
一個(gè)導(dǎo)體，不論原來(lái)是不是帶電，放入電場(chǎng)中以后，都會(huì)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(shí)，導(dǎo)體上的電荷分布有以下兩個(gè)特點(diǎn)。
（1）平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)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(méi)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(chǎng)很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(qiáng)電場(chǎng)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(hào)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(gè)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(gè)或幾個(gè)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(diǎn)的雷雨云接近建筑物時(shí)，由于靜電感應(yīng)，金屬棒出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過(guò)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(gè)電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里，即使殼外有電場(chǎng)，由于殼內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為0，外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)的儀器不會(huì)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(chǎng)，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(chǎng)，是其不影響外部——接地。