课程内容

《静电现象的应用》
静电平衡状态：当E_合=0时，金属导体中的电子不再发生定向移动，这时我们说导体处于静电平衡状态。
一、静电平衡状态下导体的特点：
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
2、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
3、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
注意：
1、静电平衡状态瞬时即可完成。
2、地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。
二、导体上的电荷分布
一个导体，不论原来是不是带电，放入电场中以后，都会由于静电感应而在导体的不同部位出现电荷。静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点。
（1）平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面。
（2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
三、尖端放电的应用：避雷针
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。这个现象叫做尖端放电。
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。它是一个或几个尖锐的金属棒，安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触。当带点的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。
四、静电屏蔽
把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。
空腔导体屏蔽外部电场，使其不受影响内部。
第二种屏蔽方式：空腔导体屏蔽内部电场，是其不影响外部——接地。