02静电屏蔽

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1、13.4静电屏蔽教学目标一、知识目标：1.知道静电屏蔽现象；2.理解静电平衡状态及处于静电平衡状态的导体的场强特点。二、能力目标：1.通过实验训练学生的观察能力；2.通过理论分析处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零这一过程，训练学生分析和综合等思维方法。三、思想目标：1.在实验中渗透实事求是的科学态度；2.通过理论分析处于静电平衡状态导体的内部场强处处为零这一结论，让学生体会逻辑思维的流畅与严谨，使学生在内心深处产生一种全新的美感。（重点、难点）教材分析重点：处于静电平衡状态的导体的场强特点。难点：正确理解静电平衡时导体内部场强处处为零及为什么外部电场对导体壳内部没有影响。一、提问

2、引入新课今天我们学习第十三章的第四节——静电屏蔽。在学习这节内容之前，请同学们回答黑板上的问题。问1：金属导体中可自由移动的电荷是什么？问2：将金属导体放到电场中，导体内的电荷如何移动？感应起电的实质是什么？结合学生的回答，老师总结，并引出静电平衡状态。二、新课教学（一）静电平衡状态1.定义：导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态。分析说明：如下图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的自由电子受到电场力的作用，将向着电场的反方向做定向移动（图甲），使导体的AB面出现负电荷，CD面出现正电荷，同时，导体两面出现的正负电荷在导体内部产生反方

3、向的电场E/（图乙），这个电场E/与外电场E0叠加，使导体内部的电场减弱，但只要导体内部的场强不为零，自由电子在电场力的作用下就继续移动，导体两面的正负电荷就继续增加，导体内部的电场就进一步削弱，直到导体内部各点的合场强等于零为止。此时，导体内的自由电子不再做定向移动，导体处于静电平衡状态（图丙）。由以上分析引导学生总结出处于静电平衡状态的导体所具有的特点。2.特点：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。结合该特点，要求学生分析讨论：处于静电平衡状态的导体，内部有没有净电荷？答：没有。（引导学生分析：假如导体内部某处有净电荷，它附近的场强就不可能为零，导体就不能处于静电平衡状态。所

4、以处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。）巩固练习1：如图所示，长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？解析：方向：水平向左在引导学生解决此问题的过程中，要让学生清楚以下两点：a.导体棒在电场中发生静电感应，左端带负电，右端带正电，但带多少电无法求出。故不能直接求得感应电荷在棒内中点O的场强。b.根据导体在电场中处于静电平衡后，导体内部合场强为零，也就是说外电场与感应电荷产生的内场强等值反向，合场强为零，如能求出外场强，就可知内场强，q是电荷，它在电场中某点的场强

5、根据公式E=Kq/r2可求得。巩固练习2：如下图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时，下列说法正确的是：+·ab·QPA.a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＞EbB.Ea、Eb的大小关系是Ea=Eb=0C.感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea/和Eb/的关系是Ea/＞Eb/D.感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea/和Eb/的关系是Ea/=Eb/提示性的讲解：分析处于静电平衡的导体的内部场强，首先要搞清楚待求的是外电场在内部某点的场强，还是感应电荷在某点的场强或是合场强。解析：处于静电平衡状态的导体，内部场强

6、处处为零。这里指的是合场强，故Ea=Eb=0点电荷Q在a处与b处产生的场强的大小关系为：Ea0＞Eb0所以感应电荷在a处与b处产生的场强的大小关系为：Ea/＞Eb/故答案为：BC（二）静电屏蔽演示书本P126的实验，让学生了解静电屏蔽现象。说明：1.如图甲所示，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的金属箔片张开，这表示验电器受到了外电场的影响。2.如图乙所示，事先用金属网罩把验电器罩住，使带电的金属球靠近验电器，则验电器的金属箔片不张开；即使把验电器和金属网罩用导线连接，箔片也不张开。这表示金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影响。引导学生用语言表述静电屏蔽现象：导体壳（

7、或导体网罩）可以保护它所包围的区域不受外界电场的影响的现象。学生讨论、分析：为什么会出现静电屏蔽现象呢？综合学生的讨论，老师总结：因为处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，内部不存在净电荷。a··bE巩固练习3：如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体。图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则：A.a、b两点的电场强度都为零B.a点电场强度为零，b点不为零C.a点电场强度不为零，b点为零D.a、b两点电场强度