高中物理選修3-1複習,靜電現象應用知識點

　　1．靜電平衡狀態

　　導體內的自由電子不再發生定向移動的狀態，叫做靜電平衡狀態．

　　2．靜電平衡特點

　　（1）處於靜電平衡狀態的導體，內部電場強度為零；

　　（2）處於靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面．

　　3．靜電平衡導體的電荷分布特點

　　（1）內外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導體內部沒有電荷．

　　（2）受導體的形狀影響，不光滑處電荷密度大．在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷．

　　（3）「遠近端」電荷的電性相反，電量相等．

　　如圖所示，處於靜電平衡狀態的導體，離場源電荷較近和較遠的兩端將感應出等量的異種電荷，即「遠同近異」．

　　如圖所示，當把兩個或多個原來彼此絕緣的導體接觸或用導線連接時，就可把它們看作是一個大導體，有些問題中所提到的「用手接觸某導體」其實就是導體通過人體與大地構成一個大導體．

　　4．尖端放電

　　（1）電離現象：空氣中的氣體分子在帶電粒子的高速撞擊下，分子中正負電荷分離的現象．

　　（2）尖端放電：導體尖端的電荷吸引空氣中與它符號相反的電荷，尖端上的電荷被中和而失去電荷，這個現象叫做尖端放電．

　　5．靜電屏蔽

　　處在電場中的空腔導體，由於內表面沒有電荷，所以空腔內沒有電場，這種現象叫做靜電屏蔽．

　　靜電屏蔽有兩種情況：

　　（1）導體的外電場影響不到導體的內部，即外電場與導體表面的感應電荷在導體內部任一點電場強度的疊加結果為零．

　　（2）接地導體的內部電場影響不到導體外部，是因為導體外部的感應電荷都被排斥入地，使感應電荷與內壁的感應異種電荷在導體外部任一點電場強度的疊加結果為零．

　　6．靜電平衡和靜電屏蔽實質分析

　　（1）靜電平衡實質

　　①導體發生了靜電感應現象，感應電荷在導體內部產生一個附加電場E′，跟外加電場E反向，使自由電荷同時又受到F′＝E′q的電場力，隨著導體兩端的感應電荷不斷積累，E′逐漸增大，當E′＝E時，導體內電場強度的矢量和為零，自由電荷所受合力為零，這時導體中無自由電荷定向移動，即導體達到了靜電平衡狀態．

　　②當外電場、導體在電場中的位置或導體的形狀發生變化時，原來的靜電平衡狀態被打破，電荷繼續移動，直到再次達到平衡，因此靜電平衡也是一個動態的平衡．

　　（2）靜電屏蔽實質

　　實質是利用了靜電感應現象，使金屬殼內的感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場「擋」在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內兩種電場並存，矢量和為零而已．

　　靜電現象的應用考點分析：

　　這部分知識難度中等， 在平時的練習中、階段性考試中會以選擇題或者探究實驗題的形式出現，在高考中不是考查重點，有時以選擇題的形式考查．本節是本章的難點內容，概念規律非常抽象，只有積極參與探究全過程，才能深刻理解靜電平衡狀態下導體的特點、規律，克服思維定勢的負移和主觀臆斷的不良傾向，對培養認真嚴謹的物理素養很有幫助．

　　學習過程中，要注意本節內容在實際中的應用．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，且放電時出現火花的放電現象；接地放電是指為了防止物體上過量積累電荷，而用導體與大地連接，把電荷接入大地進行時時放電的現象）；尖端放電的原理：物體表面帶電密集的地方—尖端，電電場強度度大，會把空氣分子「撕裂」，變為離子，從而導電；尖端放電可以應用到避雷針上；避雷針的發展史介紹富蘭克林與國王的避雷針「尖端」與「圓端」之爭；靜電除塵，靜電複印，靜電噴漆；靜電產生的火花能引起火災，如油罐、紡織廠、危險製品等地方都必須避免靜電。