高中物理第一章静电场静电现象的应用教学案新人教版选修

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1、教学案9静电现象的应用如图1所示，把一个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，从而使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题：[问题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？[要点提炼]1．处于静电平衡状态的导体，内部的电场场强处处为，该场强指的是．[问题2]1．导体内部有电场线吗？2．怎样理解导体内外电势变化的特点？[要点提炼]2．导体内部（有或没有）电场线，处于静电平衡状态的整个导体是个，它的表面是个。[问题3]1．导体表面附近电场线应该怎样画？2．怎样理解导

2、体外部的电场线的特点？[要点提炼]3．处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的．[问题4]1．当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？2．形状不规则的带电体，表面上各处的电荷分布有啥特点？其附近场强是否相等？[要点提炼]4．处于静电平衡状态的导体，内部（有或没有）电荷，电荷只分布在；越尖锐的位置电荷密度。电场线越。[问题设计]1．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，如图2所示，其原理是什么？2．图3所示，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

3、电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？[要点提炼]1．尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被到尖端，尖端上的电荷被．2．导体壳或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场屏蔽，使其内部不受的影响．例1处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()A．导体内部无任何电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D．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针对训练如图4所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态，若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上

4、感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示电场线，要求严格作图)．若Q距圆盘圆心为r，则圆盘上的感应电荷产生的电场强度？例2如图5所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触D．使验电器A靠近B例3下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是()学案9静电现象的应用《答案》一、静电平衡状态下导

5、体的电场[问题1]（1）自由电子受到了外界电场的电场力作用，该电场力驱动自由电子向左定向运动。（2）自由电子不会一直定向运动，当感应电荷产生的与外界电场E0反向电场E/逐渐增大到与之相消，即合场强为零时，后续的自由电子便停止定向运动。[要点提炼]1．零；合场强．二、静电平衡状态下导体及周围电势变化特点[问题2]1．导体内部没有电场线。2．指向导体的电场线电势逐渐降低，至导体时，电势不再降低，在导体内部，电势维持不变，出导体表面后，沿着电场线电势继续降低。[要点提炼]2．没有；等势体；等势面。三、静电平衡状态下导体周围电场线特点[问题3]1．导

6、体表面附近电场线与导体表面垂直（如图所示，图中假定导体平面足够大，不考虑导体边缘效应）2．导体外部电场线发生弯曲，这是由于感应电荷叠加的结果。[要点提炼]3．表面垂直。四、静电平衡状态下导体上电荷的分布[问题4]1．电荷仅分布在导体的外表面，内部没有电荷。2．越尖锐的位置，电荷分布越密集，场强越大，凹陷处几乎没有电荷，此处场强几乎为零。[要点提炼]4．没有；外表面；越大；密集。五、尖端放电和静电屏蔽[问题设计]1．由于静电感应，避雷针尖端集聚了电荷，周围场强很大，使空气分子产生了电离现象。异种电荷中和了避雷针上聚集的电荷，同种电荷远离避雷针，

7、好像避雷针上的电荷飞出去了。其本质是中和，高层建筑顶端不带电，自然就避免遭受雷击。2．导体的外壳会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部场强依然为零，外界电场“似乎无法进入内部”，内置的仪器等设备不受外界影响，也不会遭受雷击。[要点提炼]1．吸引；中和。2．外接电场。一、对静电平衡的理解例1D针对训练电场线如图实线所示，感应电荷产生的电场强度方向由球心指向点电荷Q二、静电平衡导体的电荷分布例2BCD三、对静电屏蔽的理解例3B