高中物理人教版1第一章静电场第7节静电现象的应用 微课

第7节静电现象的应用学案【学习目标】1、知道什么是静电平衡状态，什么是尖端放电和静电屏蔽。2、理解处于静电平衡状态导体的特点。3、通过分析研究问题培养科学探究的素质。4、体会物理知识在实际中的应用。学习方法指导：体会教材中的实验课前自学【基础知识自学】复习导体中的自由电荷是，静电感应的实质是在电场的作用下电子发生的过程。如图1所示，将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中，导体内自由电子便受到与场强E0方向的电场力作用，自由电子要向电场的反方向作定向移动，（a）所示，并在导体的一个侧面集结，使AB端出现电荷，而CD端剩余等量的正电荷图（b）所示。在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷，这种现象叫做静电感应。产生的电荷为感应电荷。静电平衡如图1，电场E0方向为，感应电荷在导体内部会产生电场E′，我们称为感应电场。电场E′与E0方向，两个电场叠加，使导体内部的电场，只要电子做定向移动，导体两端的电荷就，电场E′也要随之，导体内部的合电场就要继续，直到导体内部的合场强，导体内自由电子不再发生定向移动。导体就达到了。处于静电平衡状态的导体的特点1.处于静电平衡状态时，导体内部场强处处。2.处于静电平衡状态的导体，其外表面附近任何一点的场强方向必跟该点的垂直。3.处于静电平衡状态的整个导体是个，，它的表面是个。4.处于静电平衡状态的导体，内部电荷，电荷只分布在。5.处于静电平衡状态的导体，表面电荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷的密度，凹陷的位置。四、尖端放电1.空气电离导体简短的电荷密度，附近的电场，空气中残留的在强电场的作用下发生，把空气中的气体分子撞散，也就是使分子中的，这种现象叫空气的电离。2.尖端放电尖端附近空气被电离后，中性的分子变成带负电的和失去电子而带正电的。这些粒子在强电场的作用下，撞击空气中的，使它们进一步，产生更多的。那些与导体尖端的电荷符号的粒子，由于被而奔向尖端，与尖端上的电荷，这相当于导体从尖端，这个现象叫尖端放电。3.应用：是利用尖端放电避免的一种设施，它是一个或几个尖锐的，安装在建筑物的，用与埋在地下的连接，保持与大地的良好接触。4.避免尖端放电会导致高压设备上，所以高压设备中导体的表面应尽量。夜间高压线周围有时会出现一层，俗称，这是一种微弱的尖端放电。图2五、静电屏蔽图21.定义如图2所示带正电物体靠近一个导体球壳，使球壳的内表面带电，外表面带电，导体壳内空腔里的场强处处为，也就是说无论导体的外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场。导体壳或金属网罩可以把遮住，使其不受外电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。2.静电屏蔽实验的验证教材P27的实验中，通过什么方法来验证处于静电平衡状态的金属网罩内部电场是否存在？3.静电屏蔽的应用①电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰。②电力工人高压带电作业，防护服是用金属丝线做成的，可以对人体起到静电屏蔽作用。【基本规律自学】静电平衡下导体的特点【自学质疑感悟】把不理解的知识点写在下面：课上助学【自学学情反馈】小组合作检查学案完成情况。【能力提升助学】静电平衡状态导体的特点静电平衡时存在三个电场：外电场E0、感应电场E′、合电场E。三者关系：导体内部E0与E′大小，方向。合电场E=0图3练习长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图3所示，求当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小图32.处于静电平衡状态的导体，为什么其外表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直？3.实验研究静电平衡时导体内部的电荷；阅读教材，叙述实验过程；导体内部和外部带电情况通过什么来判断？4.解释说明尖锐部分电荷分布二、静电屏蔽的两种情况1.金属壳内部不受外部影响实验1如图4：①（a）图，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的箔片张开，这表示验电器受到了外电场的影响。②（b）图，如果事先用金属网罩把验电器罩住，验电器的箔片就不张开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不张开。这表明金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影响。接地得封闭导体壳，内部电场对外部没影响。如图5所示①如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷+q。由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场线如（a）所示，②当把导体壳接地后，+q在壳内的电场对壳外空问就没有影响了，如（b）所示。请解释这一现象？【能力强化助学】小组成员陈述自己学习过程中的疑惑，小组之间讨论解决办法。课后补学【能力拓展补学】1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是()A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 E．a、b均不带电2．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则()A．当＋Q在球壳中央时，Ep＝0B．不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，Ep＝0D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零3.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是中的哪一个()图64.如图6所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是()图6A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点的场强不相等C．感应电荷产生的附加场强大小｜EA︱＞｜EB︱图7D．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动．图75.如图7，在真空中有两个点电