導(dǎo)學(xué)案：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道靜電感應(yīng)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(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零3、知道靜電屏蔽及其應(yīng)用4、經(jīng)歷分析放在電場中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的過程重點難點1、靜電平衡狀態(tài)2、電場中導(dǎo)體的特點問題引入問題1：為什么帶高壓電的籠內(nèi)的人安然無恙問題2：若在電場中放入導(dǎo)體，會發(fā)生什么現(xiàn)象？預(yù)讀教材思考問題靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場當(dāng)一個帶電體靠近不帶電導(dǎo)體時，由于導(dǎo)體內(nèi)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(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這就是前面學(xué)習(xí)的靜電感應(yīng)現(xiàn)象．這種定向移動是無休止的嗎？電荷的移動對導(dǎo)體內(nèi)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(dǎo)體是等勢體，它的表面是等勢面？答案1.電子受外加電場的電場力作用而移動．2．這里有兩個電場，它們分別是外加的電場和導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動后產(chǎn)生的電場．3．在課本“靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場”中找答案．二、 靜電屏蔽（1）概念：由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場內(nèi)的場強(qiáng)為零，遮擋住了外界電場對內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽（2）兩種情況導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部;接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場影響不到導(dǎo)體外部靜電屏蔽的應(yīng)用1、火花放電和接地放電；2、火花放電是指物體上積累了電荷，且放電時出現(xiàn)火花的放電現(xiàn)象；接地放電是指為了防止物體上過量積累電荷，而用導(dǎo)體與大地連接，把電荷接入大地進(jìn)行時時放電的現(xiàn)象；3、尖端放電的原理：物體表面帶電密集的地方—尖端，電場強(qiáng)度大，會把空氣分子“撕裂”，變?yōu)殡x子，從而導(dǎo)電；4、可以應(yīng)用到避雷針上；避雷針的發(fā)展史介紹富蘭克林與國王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭；5、靜電除塵，靜電復(fù)印，靜電噴漆；6、靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi)，如油罐、紡織廠、危險制品等地方都必須避免靜電四、 例題如圖所示，在相距r、帶電荷量分別為＋Q和－Q的兩個點電荷的連線中點放一半徑為R的金屬球，求球上感應(yīng)電荷在球心O處的場強(qiáng)大小和方向．解析由于處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，即＋Q、－Q和感應(yīng)電荷在球心處的合場強(qiáng)為零，因此只需計算＋Q、－Q分別在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)．有：E1＝keq\f(Q,(\f(r,2))2)，方向由O指向－Q、E2＝keq\f(Q,(\f(r,2))2)，方向由O指向－Q，所以感應(yīng)電荷在球心O處的場強(qiáng)大小為：E感＝E1＋E2＝2keq\f(Q,(\f(r,2))2)＝eq\f(8kQ,r2)，方向由O指向＋Q.答案eq\f(8kQ,r2)方向由O指向＋Q五、 當(dāng)堂練習(xí)1．下列關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡的說法中，正確的是()A．靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用的結(jié)果B．導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷都不運(yùn)動稱為靜電平衡C．導(dǎo)體靜電平衡時，導(dǎo)體所占空間各處場強(qiáng)均為零D．導(dǎo)體靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部將沒有“凈”電荷答案AD解析靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力的作用而發(fā)生定向移動，最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，選項A正確；達(dá)到靜電平衡后，自由電子不再定向移動，但是仍然做無規(guī)則的熱運(yùn)動，選項B錯誤；處于靜電平衡的導(dǎo)體，電荷只分布在外表面上，內(nèi)部沒有“凈”電荷，選項D正確；導(dǎo)體靜電平衡時，內(nèi)部場強(qiáng)為零，但表面場強(qiáng)不為零，選項C錯誤．2．某農(nóng)村小塑料場的高頻熱合機(jī)產(chǎn)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(xiàn)網(wǎng)狀條紋，影響正常收看．為了使電視機(jī)不受干擾，可采取的辦法是()A．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來B．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地C．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來D．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地答案D解析為了使電視機(jī)能接收電磁波