江蘇省東臺市高中物理 第一章 靜電場 1.7 靜電現象的應用導學案新人教版選修3-1.doc

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1.7 靜電現象的應用 班級 姓名 ， 1課時 使用時間 一.學習目標 1、通過閱讀理解靜電感應現象,知道靜電平衡條件； 2、通過交流理解靜電屏蔽 重點：靜電現象的應用 難點：靜電感應現象的解釋 二、自學檢測 一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場 1．靜電平衡狀態(tài)：導體中(包括表面)________不再發(fā)生移動，我們就認為導體達到了靜電平衡狀態(tài)． 2．靜電平衡狀態(tài)下導體的特點： (1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部____________處處為零． (2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是一個________，它的表面是一個等勢面． (3)表面處的場強不為零，表面處的場強方向跟導體表面________． 二、導體上電荷的分布 1．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部沒有電荷，電荷只分布在________． 2．在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量)________，凹陷的位置________電荷． 三、尖端放電 1．電離：使空氣分子中的________分離，這種現象叫做空氣的電離． 2．尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的____________很強，使周圍中性空氣分子電離，變成帶電粒子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產生大量的____________，與導體尖端的電荷符號相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的電荷________，這相當于尖端________電荷，這種現象叫做尖端放電． 3．應用與防止：①應用：________；②防止：高壓輸電設備的表面盡量做得光滑，避免放電． 四、靜電屏蔽 導體處于靜電平衡時，內部場強處處為零，表現為電中性，若導體是空腔的，空腔部分的____________也處處為零，無論導體外部的電場是什么樣的，電場都不會____________導體內部，金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽． 三、合作探究 任務一、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場 [問題情境] 當一個帶電體靠近不帶電導體時，由于導體內的自由電子受到庫侖力的作用，將向著與電場相反的方向定向移動，從而使導體兩端出現等量異種電荷，這就是前面學習的靜電感應現象．這種定向移動是無休止的嗎？電荷的移動對導體內部的電場有何影響？ 1．自由電子定向移動的原因是什么？ 2．此處涉及到幾個電場？它們分別是來自哪里？ 3．什么是靜電平衡狀態(tài)？為什么處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，它的表面是等勢面？ [歸納小結] 1．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部的場強處處為______． 2．處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個________，它的表面是個________． 二、導體上電荷的分布 [問題情境] 在課本“研究空腔導體內表面的電荷”的演示實驗中，甲、乙圖對應的操作步驟有何不同？得出怎樣的結論？ [歸納小結] 1．處于靜電平衡狀態(tài)的導體內部沒有電荷，電荷只能分布在導體的________上． 2．靜電平衡時，電荷在導體表面的分布是不均勻的，越是尖銳的地方，電荷的密度越________，其附近的場強也越________． 三、尖端放電 靜電屏蔽 [問題情境] 1．導體的尖端與空氣的電離有什么關系？ 2．尖端放電是不是電荷都從導體尖端跑到空氣中去了？ 3．簡述避雷針的避雷原理？ 4．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內部場強處處為零，若導體是空心的，則空心部分的場強怎樣？ 5．靜電屏蔽是怎樣起到屏蔽作用的？ [歸納小結] 1．電離：使空氣分子中的________分離，這種現象叫做空氣的電離． 2．尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的____________很強，使周圍中性空氣分子電離，變成帶電粒子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產生大量的____________，與導體尖端的電荷符號相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的電荷________，這相當于尖端________電荷，這種現象叫做尖端放電． 3．應用與防止：①應用：________；②防止：高壓輸電設備的表面盡量做得光滑，避免放電． 3靜電屏蔽：導體處于靜電平衡時，內部場強處處為零，表現為電中性，若導體是空腔的，空腔部分的____________也處處為零，無論導體外部的電場是什么樣的，電場都不會____________導體內部，金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽． 例1 如圖2所示，在孤立點電荷＋Q形成的電場中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)．若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內，試在圓盤A內作出由盤上感應電荷形成的附加電場的三條電場線(用實線表示，要求嚴格作圖)． 例2 如圖3所示為一空腔球形導體(不帶電)，現在將一個帶正電的小金屬球A放入空腔中，當靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E和電勢φ的關系是( ) A．Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc B．Ea＝Eb>Ec，φa＝φb>φc C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb>φc D．Ea>Ec>Eb，φa>φb>φc 【當堂檢測】 1．下列關于靜電感應和靜電平衡的說法中，正確的是( ) A．靜電感應是由于導體內的自由電子受電場力作用的結果 B．導體內的自由電荷都不運動稱為靜電平衡 C．導體靜電平衡時，導體所占空間各處場強均為零 D．導體靜電平衡時，導體內部將沒有“凈”電荷 2．某農村小塑料場的高頻熱合機產生的電磁波頻率和電視信號頻率接近，由于該村尚未接通有線電視信號，空中的信號常常受到干擾，在電視熒屏上出現網狀條紋，影響正常收看．為了使電視機不受干擾，可采取的辦法是( ) A．將電視機用一金屬籠子罩起來 B．將電視機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地 C．將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來 D．將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地 3．一個帶電的金屬球，當它帶的電荷量增加后(穩(wěn)定)，其內部的場強( ) A．一定增強 B．不變 C．一定減弱 D．可能增強也可能減弱 4. 如圖5所示，在真空中把一原來不帶電的絕緣導體向帶負電的小球P緩緩靠近(不相碰)，下列說法正確的是( ) A．B端的感應電荷越來越多 B．導體內場強越來越大 C．導體的感應電荷在M點產生的場強恒大于N點產生的場強 D．導體的感應電荷在M、N兩點產生的場強相等 四．檢測清盤 1．用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a（圖1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球A和金箔b的帶電情況是 ( ) A．a帶正電，b帶負電 B．a帶負電，b帶正電 C．a、b均帶正電 　D．a、b均帶負電 　E．a、b均不帶電 2．在一個導體球殼內放一個電量為＋Q的點電荷，用Ep表示球殼外任一點的場強，則 ( ) A．當＋Q在球殼中央時，Ep＝0 B．不論＋Q在球殼內何處，Ep一定為零 C．只有當＋Q在球心且球殼接地時，Ep＝0 D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內何處，Ep一定為零 3．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷，其電場分布是圖2中的哪一個（ ) 4．一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內表面接觸后又提起到圖3位置，C球放A球殼外離A球較遠，待靜電平衡后，正確的說法是 ( ) 　A．B、C球都帶電 　　B．B球不帶電，C球帶電 C．讓C球接地后，B球帶負電 D．C球接地后，A球殼空腔中場強為零 5．有一絕緣空心金屬球A，帶有410-6C的正電荷，一個有絕緣柄的金屬小球B，帶有210-6C的負電荷．若把B球跟A球的內壁相接觸，如圖4所示，則B球上電量為______C，A球上電量為_______C，分布在_______． 五、 學有所得