高中物理人教版1第一章靜電場第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應用 微課

第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應用學案【學習目標】1、知道什么是靜電平衡狀態(tài)，什么是尖端放電和靜電屏蔽。2、理解處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點。3、通過分析研究問題培養(yǎng)科學探究的素質(zhì)。4、體會物理知識在實際中的應用。學習方法指導：體會教材中的實驗課前自學【基礎知識自學】復習導體中的自由電荷是，靜電感應的實質(zhì)是在電場的作用下電子發(fā)生的過程。如圖1所示，將呈電中性狀態(tài)的金屬導體放入場強為E0的靜電場中，導體內(nèi)自由電子便受到與場強E0方向的電場力作用，自由電子要向電場的反方向作定向移動，（a）所示，并在導體的一個側(cè)面集結，使AB端出現(xiàn)電荷，而CD端剩余等量的正電荷圖（b）所示。在電場中的導體沿著電場強度方向兩個端面出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應。產(chǎn)生的電荷為感應電荷。靜電平衡如圖1，電場E0方向為，感應電荷在導體內(nèi)部會產(chǎn)生電場E′，我們稱為感應電場。電場E′與E0方向，兩個電場疊加，使導體內(nèi)部的電場，只要電子做定向移動，導體兩端的電荷就，電場E′也要隨之，導體內(nèi)部的合電場就要繼續(xù)，直到導體內(nèi)部的合場強，導體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動。導體就達到了。處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點1.處于靜電平衡狀態(tài)時，導體內(nèi)部場強處處。2.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的垂直。3.處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個，，它的表面是個。4.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部電荷，電荷只分布在。5.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面電荷的分布規(guī)律為越尖銳的位置，電荷的密度，凹陷的位置。四、尖端放電1.空氣電離導體簡短的電荷密度，附近的電場，空氣中殘留的在強電場的作用下發(fā)生，把空氣中的氣體分子撞散，也就是使分子中的，這種現(xiàn)象叫空氣的電離。2.尖端放電尖端附近空氣被電離后，中性的分子變成帶負電的和失去電子而帶正電的。這些粒子在強電場的作用下，撞擊空氣中的，使它們進一步，產(chǎn)生更多的。那些與導體尖端的電荷符號的粒子，由于被而奔向尖端，與尖端上的電荷，這相當于導體從尖端，這個現(xiàn)象叫尖端放電。3.應用：是利用尖端放電避免的一種設施，它是一個或幾個尖銳的，安裝在建筑物的，用與埋在地下的連接，保持與大地的良好接觸。4.避免尖端放電會導致高壓設備上，所以高壓設備中導體的表面應盡量。夜間高壓線周圍有時會出現(xiàn)一層，俗稱，這是一種微弱的尖端放電。圖2五、靜電屏蔽圖21.定義如圖2所示帶正電物體靠近一個導體球殼，使球殼的內(nèi)表面帶電，外表面帶電，導體殼內(nèi)空腔里的場強處處為，也就是說無論導體的外部電場是什么樣的，導體內(nèi)部都不會有電場。導體殼或金屬網(wǎng)罩可以把遮住，使其不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。2.靜電屏蔽實驗的驗證教材P27的實驗中，通過什么方法來驗證處于靜電平衡狀態(tài)的金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場是否存在？3.靜電屏蔽的應用①電學儀器和電子設備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的一層鉛皮，可以防止外電場的干擾。②電力工人高壓帶電作業(yè)，防護服是用金屬絲線做成的，可以對人體起到靜電屏蔽作用?！净疽?guī)律自學】靜電平衡下導體的特點【自學質(zhì)疑感悟】把不理解的知識點寫在下面：課上助學【自學學情反饋】小組合作檢查學案完成情況?！灸芰μ嵘鷮W】靜電平衡狀態(tài)導體的特點靜電平衡時存在三個電場：外電場E0、感應電場E′、合電場E。三者關系：導體內(nèi)部E0與E′大小，方向。合電場E=0圖3練習長為L的導體棒原來不帶電，將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端R處，如圖3所示，求當達到靜電平衡后棒上感應的電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強的大小圖32.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，為什么其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面垂直？3.實驗研究靜電平衡時導體內(nèi)部的電荷；閱讀教材，敘述實驗過程；導體內(nèi)部和外部帶電情況通過什么來判斷？4.解釋說明尖銳部分電荷分布二、靜電屏蔽的兩種情況1.金屬殼內(nèi)部不受外部影響實驗1如圖4：①（a）圖，使帶電的金屬球靠近驗電器，由于靜電感應，驗電器的箔片張開，這表示驗電器受到了外電場的影響。②（b）圖，如果事先用金屬網(wǎng)罩把驗電器罩住，驗電器的箔片就不張開，即使把驗電器和金屬網(wǎng)罩連接起來，箔片也不張開。這表明金屬網(wǎng)罩能把外電場擋住，使罩內(nèi)不受外電場的影響。接地得封閉導體殼，內(nèi)部電場對外部沒影響。如圖5所示①如一封閉的導體殼內(nèi)部空間某點有一點電荷+q。由于靜電感應，導體殼內(nèi)外表面感應出等量的異種電荷。其電場線如（a）所示，②當把導體殼接地后，+q在殼內(nèi)的電場對殼外空問就沒有影響了，如（b）所示。請解釋這一現(xiàn)象？【能力強化助學】小組成員陳述自己學習過程中的疑惑，小組之間討論解決辦法。課后補學【能力拓展補學】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(chǎn)帶正電，b帶負電B．a(chǎn)帶負電，b帶正電C．a(chǎn)、b均帶正電 D．a(chǎn)、b均帶負電 E．a(chǎn)、b均不帶電2．在一個導體球殼內(nèi)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＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C．只有當＋Q在球心且球殼接地時，Ep＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)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，其電場分布是中的哪一個()圖64.如圖6所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，下敘說法正確的是()圖6A．A、B兩點場強相等，且都為零B．A、B兩點的場強不相等C．感應電荷產(chǎn)生的附加場強大?。麰A︱＞｜EB︱圖7D．當電鍵K閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動．圖75.如圖7，在真空中有兩個點電