高二物理静电屏蔽 电势差 电势知识精讲 人教版

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1、高二物理静电屏蔽电势差电势知识精讲人教版一.本周教学内容：第三节电场线第四节静电屏蔽第五节电势差电势二.知识要点：1.理解电场线的概念。知道几种典型电场的电场线分布。以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法。2.了解什么是电势。掌握电势差、等势面的概念，在头脑中建立不同场等势面图景。渗透物理学方法的教育，运用理想化方法抽象出等势面的空间模型。三.重点、难点解析：（一）电场线如图所示，在正电荷周围电场中画了很多场强矢量，从这个图上我们可以很方便地了解正电荷周围各点的电场分布情况，但它还不是最好的，因为电场中有无数个点，我们不能画出无数个矢量

2、，法拉第为我们提供了一种很好的方法，就是用电场线来形象地描述电场。电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。根据我们所看到的几种电场线，谁能归纳一下电场线的方向有什么特点？电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。任意两条电场线都不会相交，这是为什么？如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。实验可以模拟以上几种典型的电场线。大家要特别注意一个问题：我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为

3、了形象地描述电场而引入的。大家知道，法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，这在物理学中是非常重要的。虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线，这是不对的，但是，法拉第的场线思想却是非常宝贵的。用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。例题1：试比较下列图中a、b（或A、B）两点场强大小（二）静电屏蔽实验1：利用起电机使绝缘金属球带电，从而产生电场，把感应电机靠近A摆放，且接触良好。将不带电验电球A先与B接触，再与验电器金属球D接触，如此反复，可见D金属箔张开。同样，可让A与C接触，再与E接触，反复几次，可见E金属箔也张

4、开。由此可知B、C两端带电。此时，若将A上电荷放掉，让A与C接触后与D接触，反复几次，可见D金属箔张角变小，可见B、C两端电荷异号。1.静电感应（1）什么叫静电感应：放在静电场中的导体，它的自由电荷受电场力作用，发生定向移动，从而重新分布，在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。①可根据同性相斥、异性相吸，指出本实验中距A近端（B端）有与A异号的电荷，距A远端（C端）电荷与A同号。实验1中，可用A与B、C中部接触的，再与验电器接触，验电器金属箱不张开，电荷分布在两端。②也可以分析距A远近不同，电势不同，而金属导体中自由电子在电场力作用下由电势低处

5、运动至电势高处。例如：若A带正电，距A较远端的C端电势比B端低，故电子向B端运动，B端带负电荷。根据电荷守恒，C端带正电荷。同理可分析A带负电荷时，感应电机上电荷分布。（2）感应电荷静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷称为感应电荷。静电场中导体上自由电荷受电场力作用做定向移动会不会一直运动下去？（3）静电平衡状态导体置于电场中时，自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布。重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，直至最后无电荷定向移动为止，这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。①什么是静电平衡状态：导体上处处无电荷定

6、向移动的状态。②特征：导体内部处处场强为零。在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的特点。2.静电场中导体的特点：处于静电平衡状态，导体内处处场强为零。（1）处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动。实验2：法拉第圆筒实验。先用起电机使筒A带电，至A中箔片张开为止，利用验电球B可先从A外表面接触，再与验电器金属球C接触，反复几次后，可明显地看到C金属箔张开，可说明A外表面有电荷。若使B与A内壁接触后再与C接触，则C金属箔将不张开，可验

7、证A内壁无电荷。（2）处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。可用反证法证明，若不垂直，沿表面有切向分量电荷将发生定向移动。（3）处于静电平衡状态导体是个等势体，导体表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力与表面切向垂直，电场力做功为零。所以电势差为零，表面是等势面。内部处处E=0，任两点间移动电荷，电场力为零，任两点等势，所以是等势体。3.应用（1）感应起电（与摩擦起电比较）使A带电，B、C端将出现感应电荷，把B、C分开，各自出现净电荷，从而带电。（2）静电屏蔽实验3：先使A带电，然后移近验电器B，由于静电感应，B的金属箔片张

8、开，若把B置于金属网罩中，可发现B的金属箔片不张开。简单分析：金属网罩内无电场。任取一个导体壳，处于静电场中，壳内无电场。反证法：若有电