高二物理人教版選修31 1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案

1、.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用重/難點重點：掌握靜電平衡的概念，理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征。難點：應(yīng)用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特征，認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點。重/難點分析重點分析：發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個附加電場，這個與原電場方向相反，當(dāng)增到與原電場等大時，即與，合場強(qiáng)為零，自由電子定向挪動停頓，這時的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。難點分析：本節(jié)是本章的難點內(nèi)容，概念規(guī)律非常抽象。學(xué)生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程，才能深化理解電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點、規(guī)律，抑制思維定勢的負(fù)遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究品質(zhì)。打破策略1電場中的導(dǎo)體1金屬導(dǎo)體的特

2、征：由做熱運動的正離子和做無規(guī)那么熱運動的自由電子組成。2靜電感應(yīng)現(xiàn)象：3問題：1.在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點的場強(qiáng)有影響嗎？2是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向挪動的？此挪動一直進(jìn)展嗎？3靜電平衡后金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？答：1.使空間電場重新分布。2源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向挪動。3靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體包括外表中沒有電荷定向挪動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個附加電場，這個與原電場方向相反，當(dāng)增到與原電場等大時，即與，合場強(qiáng)為零，自由電子定向挪動停頓，這時的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。注意：這沒有定向挪動而不是說導(dǎo)體內(nèi)部的電荷

3、不動，內(nèi)部的電子仍在做無規(guī)那么的運動。2靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點1內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，電場線在導(dǎo)體內(nèi)部中斷。導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度是外加電場和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場這兩種電場疊加的結(jié)果。2整個導(dǎo)體是等勢體，外表是個等勢面；導(dǎo)體外表上任意兩點間電勢差為零。因為假假設(shè)導(dǎo)體中某兩點電勢不相等，這兩點那么有電勢差，那么電荷就會定向運動3外表上任何一點的場強(qiáng)方向都跟該點外表垂直；因為假假設(shè)內(nèi)部場強(qiáng)不為零，那么內(nèi)部電荷會做定向運動，那么就不是靜電平衡狀態(tài)了4凈電荷分布在導(dǎo)體的外外表，內(nèi)部沒有凈電荷。曲率半徑小的地方，電荷密度大，電場強(qiáng)，這是避雷針的原理。理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷互相排斥，凈電荷只能分布在

4、外表。反證法：假設(shè)內(nèi)部有凈電荷，那么內(nèi)部場強(qiáng)不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)。4導(dǎo)體外表附近的電場線與外表垂直。5靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布：上圖空間實際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線。例1如下圖，在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢靠近不接觸，且未發(fā)生放電現(xiàn)象時，以下說法中正確的選項是A. B端感應(yīng)電荷越來越多B導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)越來越大C導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)大于在N點產(chǎn)生的場強(qiáng)D導(dǎo)體感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生場強(qiáng)相等解析：絕緣導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時，導(dǎo)體中自由電子受到帶負(fù)電小球P的電場作用變大，使自由電子不斷地向B端挪動，A、B兩端感應(yīng)電荷不斷增多，故A選項正確。由于AB緩慢挪

5、動，導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短時間內(nèi)完成的，緩慢挪動過程中各個狀態(tài)，帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場疊加的結(jié)果均會使導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)總等于零，故B項錯誤。M點距小球P近，由可知，小球P在M點產(chǎn)生場強(qiáng)大于在N點產(chǎn)生場強(qiáng)，而導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，那么感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生場強(qiáng)大于在N點產(chǎn)生的場強(qiáng)，故C項正確，D項錯誤，答案AC。例2如下圖所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點電荷Q，a、b點是金屬板右側(cè)外表上的兩點，其中a到Q的間隔 較小，以下說法正確的選項是 A由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)外表帶負(fù)電，左側(cè)外表帶正電B由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)外表帶負(fù)電，左側(cè)外表不帶電C整個導(dǎo)體，包括外表上的a、b

6、點，是一個等勢體，且電勢等于零Da、b兩點的電場強(qiáng)度不為零，且a，b兩點場強(qiáng)方向一樣，但a點場強(qiáng)比b點場強(qiáng)要大一些解析：金屬板假設(shè)不接地，右側(cè)外表將有感應(yīng)的負(fù)電荷，左側(cè)外表將有感應(yīng)的正電荷，現(xiàn)金屬板左側(cè)接地，金屬板與地球形成了一個的導(dǎo)體，金屬板相當(dāng)于近端，而地球相當(dāng)于遠(yuǎn)端，故A選項錯誤，B選項正確；由處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點可知，a、b等勢，接地后電勢等于零，故C選項正確；金屬板是一個等勢體，電場線垂直于導(dǎo)體外表，所以a、b兩端的場強(qiáng)方向一樣。由a距Q較近，b距Q較遠(yuǎn)， a處的電場線較密集，故a處的場強(qiáng)比b處的場強(qiáng)要大些，D選項正確。答案：BCD。3靜電屏蔽1空腔導(dǎo)體的特點：凈電荷只分布在外

7、外表，內(nèi)外表不帶電，空腔內(nèi)沒有電場。2靜電屏蔽外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響假設(shè)將源電荷置于空腔內(nèi)，那么外對內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對外有影響。實驗演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)那么聲音大小減小。假設(shè)將球殼接地，那么內(nèi)外各不影響較難。3應(yīng)用：電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩、通信電纜外面包一層鉛皮、高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣、通訊工具在鋼筋構(gòu)造房屋中接收信號弱。打破反思本節(jié)是這一章的難點，內(nèi)容抽象、深奧，并且要很好的表達(dá)新課程理念，上好本堂課就顯得比較困難，所以必須注意下面幾點：1、改變傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)形式或老師提問題、學(xué)生答復(fù)以下問題的單一做法。老師可創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，更主動的提出問題，解決問題。所以老師在組織和引導(dǎo)學(xué)生研究的過程中要及時組織學(xué)生評價，從而進(jìn)步學(xué)生的思維品質(zhì)和課堂效率。2、要引導(dǎo)全體學(xué)生積極參與教學(xué)活動，親身體驗探究、考慮和研究的全過程，讓學(xué)生通過這些過程開闊視野