静电现象的应用学案1

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1、7静电现象的应用[学习目标]　1.了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特性．(重点)　2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．(难点)　3.了解尖端放电和静电屏蔽现象．静电平衡状态下导体的电场[先填空]1．静电感应现象把导体放入电场，导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象．2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态．3．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零．

2、(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．4．静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷．[再思考]如图1－7－1所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？图1－7－1【提示】　不带电．小球放入金属空腔球壳内，平衡后，电荷只分布在金属空腔球壳的外表面．[后判断](1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差

3、为零．(√)(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零．(×)(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0.(√)尖端放电和静电屏蔽[先填空]尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷.当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响．应用或防止应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能

4、的损失.应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连.[再思考]你知道家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属的主要原因吗？图1－7－2【提示】　若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属壳子就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作．[后判断](1)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×)(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开．(×)(3)飞机轮上装有拖地线，油

5、罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地．(√)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一　对静电平衡的理解(深化理解)第1步　探究——分层设问，破解疑难1．静电感应现象的实质是什么？2．静电平衡的导体为何是等势体？第2步　结论——自我总结，素能培养1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零

6、时，自由电荷的定向移动停止．2．对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动．(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E.3．静电平衡状态下的导体的电荷分布特点(1)净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷．(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异．(3)净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷

7、处几乎没有电荷．第3步　例证——典例印证，思维深化　长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1－7－3所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于________，方向________.图1－7－3【思路点拨】　(1)导体内合场强为零．(2)点电荷电场强度E＝k.【解析】　导体棒在点电荷＋q产生的电场中发生静电感应，左端表面出现负电荷，右端表面出现正电荷．棒内任何一点都有两个电场，即外电场(＋q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E′)．达

8、到静电平衡时棒内的电场为0，即E′＝E0.题中所求的即为E′，于是我们通过上述等式转化为求E0.棒的中点到＋q的距离为r＝R＋，于是E′＝E0＝，E′和E0的方向相反，即方向向左．【答案】　　向左解决静电平衡问题思路　(1)利用静电平衡的特点．(2