山东省巨野县第一中学高中物理选修3-1学案-1.7 静电现象的应用
文档属性
| 名称 | 山东省巨野县第一中学高中物理选修3-1学案-1.7 静电现象的应用 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 928.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-11-04 19:02:33 | ||
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文档简介
静电现象的应用
学案
课前篇（学会自主学习——不看不清）
[学习目标]
1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.
2.掌握静电平衡状态下的导体特点
3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用．
[自主预习]
一、静电平衡状态下导体的电场
1：静电感应：如右图，把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，导体内的
受到
的作用，将向着与电场方向相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现
，在CD面上将出现
.这就是
.
2：静电平衡状态：当导体内的
为
时，导体内的
不再
，这时，导体达到了
。
二、静电平衡状态导体的特点
1：导体外表面处场强方向必跟该点的
。处于静电平衡状态的整个导体是个
，它的表面是个
。
2：电荷只在导体的
，越尖锐的位置电荷密度
，
处几乎没有电荷。
三、尖端放电 静电屏蔽
1：在电场中的导体，尖端电荷密度很大，附近电场使空气电离。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号
的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷
。这相当于导体从尖端
。这个现象叫
。
2：由于处于静电平衡下的导体，其内部电场处处为
，则放入其中的仪器不受壳外电场的影响。金属壳的这种作用叫
。
[学习探究]
课上篇（学会合作交流——不议不明）
一、静电平衡状态下导体的电场
如图所示，把一个不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，从而使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
[要点提炼]
1．处于静电平衡状态的导体，内部的电场场强处处为
。
2．处于静电平衡状态的整个导体是个
，它的表面是个
．
【例1】 处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是
( )
A．导体内部无任何电场
B．外电场不能进入导体内部
C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零
D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
针对训练： 如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态，若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示电场线，要求严格作图)．
二、导体上电荷的分布
1．当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？
2．形状不规则的带电体，表面上各处的电荷分布是否均匀？附近场强是否相等？
[要点提炼]
处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的表面
．越尖锐的位置电场线越
【例2】
如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是
( )
A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
三、尖端放电和静电屏蔽
1．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
2．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？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
[要点提炼]
1．尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被中和．2．导体壳或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场屏蔽，使其内部不受外电场的影响．
[例3]下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是
( )
【课堂小结】
【达标检测】
1．(对静电平衡的理解)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零的原因是
( )
A．导体内部无任何电场
B．外电场不能进入导体内部
C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强为零
2．(对尖端放电的理解)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是
( )
A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地
D．以上说法都不对
3．(对静电屏蔽的理解)如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时
( )
A．P、R上均有感应电荷
B．P、R上均没有感应电荷
C．P上有而R上没有感应电荷
D．P上没有而R上有感应电荷
4.一个带绝缘座的空心金属球A带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷,使B球和A球的内壁接触,如图所示,则A、B各带电荷量为（
）
A.QA=10-8C,
QB=10-8C
B.QA=2×10-8C,
QB=0
C.QA=0,
QB=2×10-8C
D.QA=4×10-8C,
QB=-2×10-8C
5：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？感应电荷在球心的场强多大？方向如何？
6：带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？方向怎样？
学案
课前篇（学会自主学习——不看不清）
[学习目标]
1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.
2.掌握静电平衡状态下的导体特点
3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用．
[自主预习]
一、静电平衡状态下导体的电场
1：静电感应：如右图，把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，导体内的
受到
的作用，将向着与电场方向相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现
，在CD面上将出现
.这就是
.
2：静电平衡状态：当导体内的
为
时，导体内的
不再
，这时，导体达到了
。
二、静电平衡状态导体的特点
1：导体外表面处场强方向必跟该点的
。处于静电平衡状态的整个导体是个
，它的表面是个
。
2：电荷只在导体的
，越尖锐的位置电荷密度
，
处几乎没有电荷。
三、尖端放电 静电屏蔽
1：在电场中的导体，尖端电荷密度很大，附近电场使空气电离。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号
的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷
。这相当于导体从尖端
。这个现象叫
。
2：由于处于静电平衡下的导体，其内部电场处处为
，则放入其中的仪器不受壳外电场的影响。金属壳的这种作用叫
。
[学习探究]
课上篇（学会合作交流——不议不明）
一、静电平衡状态下导体的电场
如图所示，把一个不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，从而使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
[要点提炼]
1．处于静电平衡状态的导体，内部的电场场强处处为
。
2．处于静电平衡状态的整个导体是个
，它的表面是个
．
【例1】 处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是
( )
A．导体内部无任何电场
B．外电场不能进入导体内部
C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零
D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
针对训练： 如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态，若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示电场线，要求严格作图)．
二、导体上电荷的分布
1．当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？
2．形状不规则的带电体，表面上各处的电荷分布是否均匀？附近场强是否相等？
[要点提炼]
处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的表面
．越尖锐的位置电场线越
【例2】
如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是
( )
A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
三、尖端放电和静电屏蔽
1．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
2．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？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
[要点提炼]
1．尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被中和．2．导体壳或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场屏蔽，使其内部不受外电场的影响．
[例3]下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是
( )
【课堂小结】
【达标检测】
1．(对静电平衡的理解)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零的原因是
( )
A．导体内部无任何电场
B．外电场不能进入导体内部
C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强为零
2．(对尖端放电的理解)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是
( )
A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地
D．以上说法都不对
3．(对静电屏蔽的理解)如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时
( )
A．P、R上均有感应电荷
B．P、R上均没有感应电荷
C．P上有而R上没有感应电荷
D．P上没有而R上有感应电荷
4.一个带绝缘座的空心金属球A带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷,使B球和A球的内壁接触,如图所示,则A、B各带电荷量为（
）
A.QA=10-8C,
QB=10-8C
B.QA=2×10-8C,
QB=0
C.QA=0,
QB=2×10-8C
D.QA=4×10-8C,
QB=-2×10-8C
5：如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，该点电荷的电场在球心的场强等于多少？感应电荷在球心的场强多大？方向如何？
6：带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？方向怎样？