2019-2020年高中物理 静电场(二)第7节学案

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1、2019-2020年高中物理静电场(二)第7节学案学习目标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知识点一静电平衡状态下导体的电场典例探究1.如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是(　　)A．B端的感应电荷越来越多B．导体内部场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等2.如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r

2、处放一个电荷量为q的点电荷。问：知识点一静电平衡状态下导体的电场自主学习1.静电感应现象：放在电场中的导体其内部自由电荷在作用下定向移动，而使导体两端出现电荷的现象。2.静电平衡状态：导体中(包括表面)不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。3.静电平衡状态下导体的特点：①处于静电平衡状态的导体，内部的处处为零。②处于静电平衡状态的整个导体是一个，它的表面是一个等势面。③表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面。(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强。【审题指导】1.感应电荷的电荷量不是已知

3、，故不能直接求出感应电荷在某点的场强，故由静电平衡条件求解。2.内部场强处处为零，因为是两个电场的叠加。3.在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是挑战自我4.如图所示，A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B，若取地球的电势为零，则（）(4)导体上电荷的分布：①处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在。②在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)，凹陷的位置电荷。名师点睛1.静电感应现象的原因当不带电的导体处于电场

4、中时，导体内的自由电子在电场力的作用下逆电场线而定向移动，使导体一侧带负电，而另一侧带上正电。2.静电平衡实质在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至感应电荷产生的附加电场E`和原电场E在导体内叠加为零，即E`=E，自由电子停止定向移动。3.静电平衡的条件导体内部的合场强为零，即E合＝0。4.静电平衡状态下导体的特点：⑴内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）⑵导体中没有自由电荷定向移动（没有静电荷

5、），静电荷只分布在导体的外表面。⑶在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。实验证明：法拉第圆筒实验⑷导体表面附近电场线与表面垂直理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面。反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态。5.静电平衡时导体周围电场分布上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线。【特别提示】一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导

6、体的远端。知识点二静电现象的应用自主学习1.尖端放电①气体在导体尖端周围的强电场的作用下而被电离，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A.导体B上任意一点的电势为零；B.导体B上任意一点的电势都为正；C.导体B上任意一点的电势都为负；D.导体B上右端点的电势等于左端点的电势。5.如图所示,长为10cm的导体棒原来不带电，现将一带电荷

7、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______。知识点二静电现象的应用典例探究1.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有(　　)A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向中和空气中的电荷，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

8、时，其内部场强_________，从而实现了对内部物体起到了保护作用，这种装置叫做静电屏蔽。②应用：高压输电线的上方的__