人教版高中物理选修3-1：1.7+静电现象的应用+学案

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1、波峰中学高二级部物理课前双基预习案A姓名班级组别编制缪国杰时间—编号审定课题：静电现象的应用【学习目标】1・知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特性.2.知道导体上电荷的分配规律.了解尖端放电现象.3•知道什么是静电屏蔽及其有关应用.【重点难点】1•知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特性.2•知道什么是静电屏蔽及其有关应用.【完成目标】目标一、静电平衡状态下导体的电场1・静电感应现象放在电场中的导体其内部自由电荷在作用下定向移动，而使导体两端岀现电荷的现象.2.静电平衡状态导体中(包括表面)不再发生定向移动

2、，我们就认为导体达到了静电平衡状态•3.静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体，内部的处处为零.(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-4.静电平衡实质(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加,合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止.(2)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合=0・特别提醒：一个孤立的带电体，在

3、自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点.例1.AB是长为厶的金属杆，Pj、B是位于AB所在直线上的两点，位置如图所示，在卩2点有一个带电量为+Q的点电荷，试求：(1)+Q在Pi点的场强是多少？仁二(2)金属杆上的感应电荷在Pi点产生的场强大小和方向.丐例2••—金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示.金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为碌Eb、Ec，三者相比，贝IJ()A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec目标二.导体上电荷的分布

4、。尖端放电1・(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)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量),凹陷的位置电荷.(3)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异.2.电荷分布的分析方法(1)“远近观”法：处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分因感应电荷较少，可认为无感应电荷产生，如图甲所示.(2)“整体观”法：当两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况，如有些问题所提到的“

5、用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体.不要认为导体内部没有电荷，用导线连接带电体内部时，小球0就不带电.其实连接后就已成为一个整体，故小球通过导线得到了电荷，如图乙所示.特别提醒：依据电场线和电势高低，判定导体中电荷受力和移动方向，进一步求解静电平衡问题，有时会起到事半功倍之效.例lo如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷+0,点，其中a到+0的距离较小.下列说法正确的是()A.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电C・整个导体，包括表面上的°、〃点

6、，是一个等势体，且电势等于零D.a、b两点的电场强度不为零，且a、方两点场强方向相同，但a点的场强比力点的场强要强(大)一些例2•—个带绝缘底座的空心金属球A带有4X108C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2XHT*C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为()A.©=1()7C,&=10一叱B・Qa=2X108C,Q〃=0A.©=0，0=2X10%D.eA=4X10"8C,e«=-2X10_8C2•尖端放电(1)尖端放电：空气被电离后所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被而奔向尖端，

7、与尖端上的电荷，相当于导体从尖端的现象.(2)应用和防止应用：是利用尖端放电避免雷击的一种设施.防止：高压设备中导体的会减少电能的损失.目标三。静电屏蔽1・定义：当金属外壳达到静电平衡时，内部电场，因而金属的会对其内部起作用，使它内部不受影响的现象.2•应用：电子仪器和电子设备外面都有通信电缆外面包有一层,高压线路的检修人员要穿等，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响.3•实质静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量

8、和为零而已.4.两种情况甲(1)导体内空腔不受外界影响，如图甲所示：(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示：2.实现过程(D如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为