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.(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.(√)(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零.(×)(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0.(√)(4)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动.(×)二、尖端放电静电屏蔽[导学探究](1)避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？1(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？答案(1)导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正、负电荷分离.这个现象叫做空气的电离.中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子.这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子.那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷.(2)空心部分场强为零.静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为0，自由电子不发生定向移动.[知识梳理]1.空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离的现象.2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象.3.静电屏蔽：金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽.4.尖端放电和静电屏蔽的应用、防止：(1)尖端放电：①应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.②防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.(2)静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地.(×)(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开.(×)(3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地.(√)(4)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零.(√)一、静电平衡的理解及应用1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′.2.孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场...
