高中物理 1.7 静电现象的应用学案 新人教版选修3-1

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1、1.7静电现象的应用学案（人教版选修3-1）一、静电平衡状态下导体的电场1．静电平衡状态：导体中(包括表面)________不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态．2．静电平衡状态下导体的特点：(1)处于静电平衡状态的导体，内部____________处处为零．(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个________，它的表面是一个等势面．(3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面________．答案　1.自由电子　2.(1)场强　(2)等势体(3)垂直二、导体上电荷的分布1．处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在________．2．在导体

2、表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)________，凹陷的位置________电荷．答案　1.外表面　2.越大　几乎没有三、尖端放电1．电离：使空气分子中的________分离，这种现象叫做空气的电离．2．尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的____________很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的____________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的电荷________，这相当于尖端________电荷，这种现象叫做尖端放电．3．应用与防止

3、：①应用：________；②防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电．答案　1.正负电荷　2.电场　带电粒子　吸引　中和　失去　3.避雷针四、静电屏蔽导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的____________也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会____________导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽．答案　场强　深入一、静电平衡状态下导体的电场[问题情境]当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习

4、的静电感应现象．这种定向移动是无休止的吗？电荷的移动对导体内部的电场有何影响？1．自由电子定向移动的原因是什么？2．此处涉及到几个电场？它们分别是来自哪里？3．什么是静电平衡状态？为什么处于静电平衡状态的导体是等势体，它的表面是等势面？答案　1.电子受外加电场的电场力作用而移动．2．这里有两个电场，它们分别是外加的电场和导体内部自由电子定向移动后产生的电场．3．在课本“静电平衡状态下导体的电场”中找答案．[要点提炼]1．处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为______．2．处于静电平衡状态的整个导体是个________，它的表面是个________．答案　1.零　2.

5、等势体　等势面二、导体上电荷的分布[问题情境]在课本“研究空腔导体内表面的电荷”的演示实验中，甲、乙图对应的操作步骤有何不同？得出怎样的结论？答案　两图中D接触了圆筒C的不同部位．　圆筒内部无电荷．[要点提炼]1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的________上．2．静电平衡时，电荷在导体表面的分布是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷的密度越________，其附近的场强也越________．答案　1.外表面　2.大　强三、尖端放电　静电屏蔽[问题情境]1．导体的尖端与空气的电离有什么关系？2．尖端放电是不是电荷都从导体尖端跑到空气中去了？3．简述避

6、雷针的避雷原理？4．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？5．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？答案　1、2、3答案见课本“尖端放电”部分．4．空心部分场强为零．5．静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”的原理对导体内部起到屏蔽作用的．例1　长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向为________．图1解析　达到静电平衡后的导体棒，其内部合场强处处为零，此合场强为点电荷q和导体棒上感应电荷

7、分别在O处产生的场强的矢量和，因此两场强应大小相等、方向相反．欲知感应电荷在O处产生的场强大小，只需求q在O处的场强，该场强的大小E＝，方向水平向右．所以，感应电荷在O处产生的场强大小E＝，方向与q在O处的场强方向相反，即水平向左．答案　　水平向左点拨与技巧　(1)解决此类问题通常根据静电平衡原理、感应电荷产生的场强E′与原场强E0关系，把求感应电荷的场强转化为原来的场强．(2)注意：E′与E0关系是等大反向，合场强为零，解题首先要弄清求的是感应电荷的场强还是合场强．变式训练1　如图2所示，在孤立点电荷＋Q形成的电场中，金属圆