第9章静电场及其应用4静电的防止与利用[学习目标]1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡状态下的导体特点.2.知道导体上电荷的分布特征,了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因.3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理.[基础梳理]一、静电平衡1.静电平衡:导体内的自由电子不再发生定向移动的状态.2.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为0.3.导体上电荷的分布:(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面.(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.二、尖端放电1.空气的电离:导体尖端电荷密度很大,附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离的现象.2.尖端放电:与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引,而与尖端上电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷的现象.尖端放电的应用与防止:(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.三、静电屏蔽静电平衡时,空腔导体内表面没有电荷,导体壳内空腔里的电场强度为0.外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫作静电屏蔽.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.四、静电吸附1.静电吸附:在电场中,带电粒子在静电力作用下,向着电极运动,最后被吸附在电极上的现象.2.静电除尘:当空气中的尘埃带电时,在静电力作用下,尘埃到达电极而被收集起来的过程.3.静电喷漆:接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在静电力作用下,向作为正极的工件运动,并沉积在工件表面.4.静电复印:复印机应用了静电吸附的原理,复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC),无光照时,OPC是绝缘体,受光照时变成导体.[能力拓展]一、静电平衡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强为0.3.静电平衡时,导体上的电荷分布规律:(1)净电荷只分布在导体外表面,内部没有净电荷.(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电荷量相等,近异远同,如图甲所示.(3)净电荷在导体外表面的分布不均匀,一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集,如图乙所示.甲乙二、尖端放电静电屏蔽1.静电...