7 静电现象的应用
[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.
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:
图1
(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?
答案 (1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动.
(2)不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止.
[知识梳理]
1.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象时,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部电场减弱,直至为零,导体内部自由电子不再发生定向移动的状态.
2.处于静电平衡状态下导体的特征
(1)内部的电场处处为零.
(2)外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的表面垂直.
(3)整个导体是个等势体,它的表面是个等势面.
3.静电平衡时,导体上的电荷分布特点:
(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的表面.
(2)在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
[即学即用] 判断下列说法的正误.