高中物理第一章第七节静电现象的应用学案新人教版选修3_1

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1、1.7《静电现象的应用》学案【学习目标】1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3．知道静电屏蔽及其应用【重点难点】静电现象的应用；静电感应现象的解释【课前预习】一、电场中的导体1、静电平衡状态ABCDE0－－－－－－－－－我们知道放入电场中的导体（如右图），在AB边积聚了负电荷，在CD边积聚了正电荷，这些感应电荷在导体内部产生了与原电场方向_______的感应电场，当导体内部的合场强为_______时，电子不再移动，此时导体达到静电平衡状

2、态。2、导体处于静电平衡状态时的特点①处于静电平衡状态的导体内部场强_______。②处于静电平衡状态的导体是_______，它的表面是_________。说明：由于地球是一个等势体，故可把地球选作零电势体。③导体表面上任一点电场强度方向与该点表面垂直，电场线与导体表面垂直。3、静电平衡时导体上电荷的分布规律①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的______。②在导体表面上越_____的位置单位面积电荷量越大，凹陷的位置几乎没有电荷。二、静电现象的应用1、尖端放电①尖端放电的实质：气体在导体尖端周围的强电场的

3、作用下而被电离，气体被电离后变成带负电的_______和带正电的_____，而与尖端电荷的电性相反的粒子在静电力的作用下奔向尖端，而使尖端电荷______，从效果上看好象是尖端释放了电荷，这个现象叫尖端放电。②尖端放电的利弊应用：避雷针就是利用了_________而实现了中和空气中的电荷，而达到避免雷击的目的；防止：尖端放电会使导到高压设备上电能的损失，故该导体表面要尽量______。2、静电屏蔽①形成：处于电场中的导体壳(金属网罩)当达到静电平衡状态时，其内部场强_________，从而实现了对内部物体起到

4、了保护作用，这种装置叫做静电屏蔽。②应用：高压输电线的上方的______与大地连接而形成一个静电屏蔽，对高压线起到了保护作用。思考：为什么在钢筋水泥结构的楼房内手机的信号要比室外差？（答案：静电屏蔽）【预习检测】1．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是(　　)A．外电场不能进入导体内部B．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零C．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零D．以上解释都不正确+ABC2.如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，则A、B、C三点的场强判断正确的

5、是（）　　A．EA≠0，EB=0，EC=0B．EA≠0，EB≠0，EC=0C．EA≠0，EB≠0，EC≠0D．EA=0，EB≠0，EC=03.如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向右运动，在运动过程中(　　)A．小球先做减速后加速运动B．小球做匀速直线运动C．小球受到的静电力对小球先做负功，后做正功D．小球受到的静电力对小球做功为零【典题探究】例1如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与

6、验电器的小球B连接时，问验电器是否带电？【解析】当导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，导体A和验电器已合为一个整体，整个导体为等势体，同性电荷相斥，电荷重新分布，必有净电荷从A移向B，所以验电器带正电。【变式练习1】如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：AB+C　　A．A球带正电，B球带负电　　B．A球带正电，B球不带电C．A球不带电，B球带负电D．以上说法都不正确OP[例2]如图

7、所示,长为10cm的导体棒原来不带电，现将一带电荷量Q=8．O×lO-10C的正点电荷放在距棒左端5cm处的P点,达到静电叫平衡后棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强大小等于_____,方向______.[解析]电场中的导体达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，本质上是施感电荷与感应电荷在导体内部该处的合场强等于零。即：E施O+E感O=0（矢量和）而E施O==720N/C；由P指向O，所以E感O=720N/C；方向由O指向PA－QB+2Q[变式训练2]在真空中两个点电荷A和B，电荷量分别为-Q和+2Q，它们相

8、距为L，如果在两个点电荷连线的中点O处，有半径为r(2r