電場中的導(dǎo)體

▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精誠分散=^_^=成就夢想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌ ~~~///(^v^)\\\~~~■▓電場中的導(dǎo)體一、教學(xué)目標(biāo)．物理學(xué)問：了解導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)制、靜電平衡狀態(tài)、靜電感應(yīng)現(xiàn)象；理解電場中處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)；了解靜電屏蔽現(xiàn)象。理，培育學(xué)生分析推理力量。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析．靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性，即其電荷分布、電場分布、電勢等，這是重點(diǎn)。．運(yùn)用電場有關(guān)學(xué)問，分析、推理出試驗現(xiàn)象的成因，這是難點(diǎn)。三、教具．演示靜電感應(yīng)起電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)〔一對〕、驗電球、驗電器〔兩個〕，帶有絕緣支架金屬球一個。．法拉第圓筒演示靜電平衡導(dǎo)體，內(nèi)部無凈余電荷法拉第圓筒，驗電器〔一個〕，驗電球，起電機(jī)。．靜電屏蔽演示金屬網(wǎng)罩〔一個〕，帶絕緣支架金屬球，驗電器。四、主要教學(xué)過程〔一〕復(fù)習(xí)提問，引入課．電場的重要性質(zhì)是什么？對放入其中的電荷有力的作用?！不蛘f導(dǎo)體導(dǎo)電的緣由是什么？導(dǎo)體內(nèi)部有大量自由電荷。．把導(dǎo)體放入電場中，導(dǎo)體上的自由電荷處于電場中將受電場力作用，這時的導(dǎo)體與無電場時的導(dǎo)體相比有什么不同特征？引導(dǎo)學(xué)生分析：假設(shè)是金屬導(dǎo)體，自由電子在電場力作用下將發(fā)生定向移動使兩端消滅不同的電荷分布，從而引起導(dǎo)體的某些的性質(zhì)?！捕辰虒W(xué)過程設(shè)計試驗1 利用起電機(jī)使絕緣金屬球帶電，從而產(chǎn)生電場，把感應(yīng)電機(jī)靠近A擺放，且接觸良好。將不帶電驗電球A先與B接觸，再與驗電器金屬球D接觸，如此反復(fù)，可見D金屬箔張開。同樣，可讓AC接觸，再與EE開。由此可知B、C此時，假設(shè)將A上電荷放掉，讓AC接觸后與DD箔張角變小，可見B、C．靜電感應(yīng)什么叫靜電感應(yīng)：放在靜電場中的導(dǎo)體，它的自由電荷受電場力作用，發(fā)生定向移動，從而重分布，在其外表不同局部消滅了正、負(fù)電荷的現(xiàn)象。①可依據(jù)同性相斥、異性相吸，指出本試驗中距A〔B〕有與A電荷，距A〔C〕電荷與A1ABC電荷分布在兩端。②也可以分析距A遠(yuǎn)近不同，電勢不同，而金屬導(dǎo)體中自由電子在電場力作用下由電勢低處運(yùn)動至電勢高處。例如：假設(shè)A帶正電，距A較遠(yuǎn)端的C端電勢比B端低，故電子向BB端帶負(fù)電荷。依據(jù)電荷守恒，C同理可分析A帶負(fù)電荷時，感應(yīng)電機(jī)上電荷分布。感應(yīng)電荷靜電感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體不同局部消滅的凈電荷稱為感應(yīng)電荷。靜電場中導(dǎo)體上自由電荷受電場力作用做定向移動會不會始終運(yùn)動下去？靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體置于電場中時，自由電荷受力，發(fā)生定向移動，從而重分布。重分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個與原電場反向的電場，阻礙電荷定向移動，直至最終無電荷定向移動為止，這時感應(yīng)電荷電場與原電場的合場強(qiáng)為零。①什么是靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體上處處無電荷定向移動的狀態(tài)。②特征：導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零。在這個特征根底上進(jìn)展推論，可得靜電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)。．靜電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)：處于靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)體內(nèi)處處場強(qiáng)為零。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體外外表上。可承受反證法，假設(shè)導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷，電荷四周有電場，那么導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動。試驗2 法拉第圓筒試驗。先用起電機(jī)使筒A帶電，至AB可先從A接觸，再與驗電器金屬球C接觸，反復(fù)幾次后，可明顯地看到C金屬箔張開，可說A假設(shè)使BA內(nèi)壁接觸后再與C接觸，則CA荷。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體外表上任一點(diǎn)場強(qiáng)方向與該點(diǎn)外表垂直?？捎梅醋C法證明，假設(shè)不垂直，沿外表有切向重量，電荷將發(fā)生定向移動。處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體外表是等勢面，沿導(dǎo)體外表移動電荷，電場力與外表切向垂直，電場力做功為零。所以 電勢差為零，外表是等勢面。內(nèi)部處處E=0，任兩點(diǎn)間移動電荷，電場力為零，任兩點(diǎn)等勢，所以是等勢體。．應(yīng)用感應(yīng)起電〔與摩擦起電比較〕AB、C端將消滅感應(yīng)電荷，把B、C電。靜電屏蔽3先使AB，由于靜電感應(yīng)，BB于金屬網(wǎng)罩中，可覺察B簡潔分析：金屬網(wǎng)罩內(nèi)無電場。任取一個導(dǎo)體殼，處于靜電場中，殼內(nèi)無電場。反證法：假設(shè)有電場，電場線發(fā)自殼壁，終止于殼壁，與殼是等勢體相沖突，這樣的電場線不存在?！踩硰?fù)習(xí)穩(wěn)固．如下圖，A帶正電，假設(shè)感應(yīng)電機(jī)C端接地，問B、C〔B端帶負(fù)電荷，C〕假設(shè)此時斷開CB、C〔BC〕整個導(dǎo)體凈余什么電荷？〔負(fù)電荷