靜電平衡專題教案

1、靜電平衡專題教案【教學三維目標】1.知道靜電感應產(chǎn)生的原因,理解什么是靜電平衡狀態(tài)2.理解靜電平衡時,凈電荷只分布在導體表面且內(nèi)部場強處處為零 3.通過實驗驗證靜電平衡時導體電荷的分布情況 4. 掌握驗電器的用法 【重點難點】 靜電平衡狀態(tài) 電場中導體的特點 【教學方法】推理歸納法、問題解決法、實驗法 【教學過程】 (一 復習提問1、什么是靜電感應現(xiàn)象?2、靜電感應現(xiàn)象的實質(zhì)是什么? (二 驗電器的工作原理 一、電場中的導體1、 金屬導體的特征:由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運動的自由電子組成 2、 靜電感應現(xiàn)象 問題:在源電荷的電場中引入金屬導體后會對空間各點的場強有影響嗎? 是什么作用使金

2、屬內(nèi)的電子定向移動的?此移動一直進行嗎?金屬導體內(nèi)部有電場嗎? 答:使空間電場重新分布 源電荷的電場使導體 內(nèi)部自由電子定向移動靜電平衡狀態(tài):導體 (包括表面中沒有電荷定向移動 時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)4、靜電平衡狀態(tài)下導體的特點:內(nèi)部場強處處為零(不為 0則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強為 0導體中沒有自由電荷定向移動 凈電荷分布在導體表面實驗證明:法拉第圓筒實驗導體表面附近電場線與表面垂直理論證明:中性導體帶電后,由于同種電荷相互排斥,凈電荷只能分布在表面反證法:若內(nèi)部有自由電荷,則內(nèi)部場強不為 0,導體就不是處于靜電平衡狀態(tài)5 上圖空間實際電場分布,不會出現(xiàn)虛線電場線 二、靜電屏蔽 1、 空

3、腔導體的特點:凈電荷只分布在外表面,內(nèi)表面不帶電,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 若將源電荷置于空腔內(nèi), 則外對內(nèi)沒有影響,但內(nèi)對外有影響 實驗演示:將收音機置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小若將球殼接地,則內(nèi)外各不影響3、 應用電學儀器和電子設備外面套有金屬罩 通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結構房屋中接收信號弱(三 鞏固練習+例 1:如圖所示,在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一正電荷,試分析 A 、 B 、 C 三點的場強:A . E A 0 , E B =0 , E C =0 B . E A 0 , E B 0 , E C =0 C

4、 . E A 0 , E B 0 , E C 0 D . E A =0 , E B 0 , E C =0例 2:如圖所示, A 、 B 是兩個架在絕緣支座上的金屬球,都不帶電,中間用導線連接,現(xiàn)用一帶正電的小球 C 靠近 B ,用手摸一下 B 球,再撤去導線,然后移走 C 球,則 A 、 B 帶電情況:A . A 球帶正電, B 球帶負電B . A 球帶正電, B 球不帶電 C . A 球不帶電, B 球帶負電D .以上說法都不正確例 3:長為 L 的金屬棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為 q 的正電荷放在距棒左端 R 處且與 棒 在 一 條 線 上 , 則 棒 上 感 應 電 荷 在 棒 內(nèi) 中 點 O 處 產(chǎn) 生 的 場 強 的 大 小 ,方向 。 (四 小結1、靜電平衡狀態(tài)下導體有什么特點? 2、靜電屏蔽有哪幾種情況?有哪些應用? 【布置作業(yè)】 【教后記】1、 教材并沒有安排這一節(jié)的內(nèi)容, 但在歷屆高考中都有體現(xiàn), 所以對于這塊知識原則是