317靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學案

1、3.1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學案課前自主學習自主學 w 教材獨立思考問題一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場1. 靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中 (包括表面 ) 不再發(fā)生移動，我們就認為導(dǎo)體達到了靜電平衡狀態(tài)2. 靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點：(1) 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部 處處為零 .(2) 處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是一個 , 它的表面是一個等勢面 .(3) 表面處的場強不為零，表面處的場強方向跟導(dǎo)體表面 .二、導(dǎo)體上電荷的分布1. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在 .2. 在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度 ( 單位面積上的電荷量 ), 凹陷的位置 . 電荷.三、尖端放電1. 電離：使

2、空氣分子中的 分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的電離 .2. 尖端放電：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的 很強，使周圍中性空氣分子電離，變 成帶電粒子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產(chǎn)生大量的 , 與導(dǎo)體尖端的電荷符號 相反的粒子被 到尖端，跟尖端上的電荷 , 這相當于尖端電荷，這種現(xiàn)象叫做尖端放電 .3. 應(yīng)用與防止：應(yīng)用：；防止：高壓輸電設(shè)備的表面盡量做得光滑，避免放電四、靜電屏蔽 導(dǎo)體處于靜電平衡時，內(nèi)部場強處處為零，表現(xiàn)為電中性，若導(dǎo)體是空腔的，空腔部分的 也處處為零，無論導(dǎo)體外部的電場是什么樣的，電場都不會 導(dǎo)體內(nèi)部，金屬殼的這種作 用叫做靜電屏蔽 .一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體

3、的電場核心知識探究 分析問題情境提煉核心要問題情境 當一個帶電體靠近不帶電導(dǎo)體時，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到庫侖力的作用，將向著與電場相反的方向定向移動，從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這就是前面學習的靜電感應(yīng)現(xiàn)象. 這種定向移動是 無休止的嗎？電荷的移動對導(dǎo)體內(nèi)部的電場有何影響？1. 自由電子定向移動的原因是什么？2. 此處涉及到幾個電場？它們分別是來自哪里？3. 什么是靜電平衡狀態(tài)？為什么處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體，它的表面是等勢面？要點提煉1. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為 .2. 處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個 , 它的表面是個 .二、導(dǎo)體上電荷的分布問題情境在課本“研究

4、空腔導(dǎo)體內(nèi)表面的電荷”的演示實驗中，甲、乙圖對應(yīng)的操作步驟有何不同？得出怎樣的結(jié)論？要點提煉1. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體的 上.2. 靜電平衡時，電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的，越是尖銳的地方，電荷的密度越 ,其附近的場強也越.三、尖端放電靜電屏蔽問題情境1. 導(dǎo)體的尖端與空氣的電離有什么關(guān)系？2. 尖端放電是不是電荷都從導(dǎo)體尖端跑到空氣中去了？3. 簡述避雷針的避雷原理？4. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部場強處處為零，若導(dǎo)體是空心的，則空心部分的場強怎樣？5. 靜電屏蔽是怎樣起到屏蔽作用的？解題方法探究師生互動探究總結(jié)規(guī)律方I*_- n - L 例1長為L的

5、導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為 +q的點電荷放在距棒左端 R處，如圖所示.當 棒達到靜電平 衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強大小等于，方向為.點撥與技巧（1）解決此類問題通常根據(jù)靜電平衡原理、感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強E'與原場強E。關(guān)系，把 求感應(yīng)電荷的場強轉(zhuǎn)化為原來的場強.（2）注意：E'與E。關(guān)系是等大反向，合場強為零，解題首先要弄清求的是感應(yīng)電荷的場強還是合場強變式訓練1如圖所示，在孤立點電荷+ Q形成的電場中，金屬圓盤 A處于靜電平衡狀態(tài).若金屬圓 盤平面與點電荷在 同一平面內(nèi)，試在圓盤 A內(nèi)作岀由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場的三條電場線（用實線表示，要求嚴格作圖）.

6、例2如圖所示為一空腔球形導(dǎo)體（不帶電），現(xiàn)在將一個帶正電的小金屬球A放入空腔中，當靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E和電勢甲的關(guān)系是（）/A. Ea>Eb>Ec, q ) a> (Pb>q) cB . Ea Eb>Ec, ( Pa ( Pb>8cc. Ea = Eb = Ec ，( Pa = ( Pb>q) cD. Ea>Ec>Eb,( pa>q) b>q) c點撥與技巧 本題應(yīng)先找岀原電場，再找岀哪是電場中的導(dǎo)體，然后由本節(jié)知識求解 變式訓練2如圖所示，A、B為兩個帶等量異號電荷的金屬球，將兩根不帶電 的金屬棒C D放在兩

7、球之間，則下列敘述正確的是（）A. C棒的電勢一定高于 D棒的電勢B. 若用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從 y流向x的電子流C. 若將B球接地，B所帶的負電荷全部流入大地D. 若將B球接地，B所帶的負電荷還將保留一部分【即學即練】1. 下列關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡的說法中，正確的是（）A. 靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用的結(jié)果B. 導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷都不運動稱為靜電平衡C. 導(dǎo)體靜電平衡時，導(dǎo)體所占空間各處場強均為零D. 導(dǎo)體靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部將沒有”凈"電荷2. 某農(nóng)村小塑料場的高頻熱合機產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號頻率接近，由于該村尚未接通有線電視信號

8、,空中的信號常常受到干擾，在電視熒屏上岀現(xiàn)網(wǎng)狀條紋，影響正常收看 .為了使電視機不受 干擾，可采取的辦 法是（）A. 將電視機用一金屬籠子罩起來3. 將電視機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地C. 將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來D. 將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地3. 一個帶電的金屬球，當它帶的電荷量增加后（穩(wěn)定），其內(nèi)部的場強（）A. 一定增強B. 不變C. 一定減弱D. 可能增強也可能減弱4. 如圖所示，在真空中把一原來不帶電的絕緣導(dǎo)體向帶負電的小球P緩緩靠近（不相碰），下列說法正確的是（）A. B端的感應(yīng)電荷越來越多B. 導(dǎo)體內(nèi)場強越來越大C. 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)

9、生的場強恒大于N點產(chǎn)生的場強D. 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M N兩點產(chǎn)生的場強相等參考答案課前自主學習一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場答案1.自由電子2.(1)場強 等勢體 垂直二、導(dǎo)體上電荷的分布答案1.外表面2.越大幾乎沒有三、尖端放電答案1.正負電荷2.電場帶電粒子吸引中和失去 3.避需針四、靜電屏蔽答案場強深入核心知識探究一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場問題情境答案1.電子受外加電場的電場力作用而移動.2. 這里有兩個電場，它們分別是外加的電場和導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動后產(chǎn)生的電場3. 在課本“靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場”中找答案.要點提煉答案1.零2.等勢體等勢面二、導(dǎo)體上電荷的分布問題情境答案兩圖中

10、D接觸了圓筒C的不同部位.圓筒內(nèi)部無電荷.要點提煉答案1.外表面2.大強三、尖端放電靜電屏蔽問題情境答案1、2、3答案見課本“尖端放電”部分.4. 空心部分場強為零.5. 靜電屏蔽是利用“處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零”的原理對導(dǎo)體內(nèi)部起到屏蔽作用的.解題方法探究例1答案水平向左(R+ 矽 2解析達到靜電平衡后的導(dǎo)體棒，其內(nèi)部合場強處處為零，此合場強為點電荷q和導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷 分別在0處產(chǎn)生的場強的矢量和，因此兩場強應(yīng)大小相等、方向相反.欲知感應(yīng)電荷在 0處產(chǎn)生的場強 大小，只需求q在0處的場強，該場強的大小 E = 俱，方向水平向右.所以，感應(yīng)電荷在 0處產(chǎn)生(R + V的場強大小

11、E -*，方向與q在0處的場強方向相反，即水平向左.(R + V由滬幾+電-變式訓練1答案如圖所示.解析 圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部各點的合場強都為零，即圓盤A內(nèi)的每一點處，感應(yīng)電 荷產(chǎn)生的電場強度都與點電荷+ Q在那點產(chǎn)生的電場強度大小相等、方向相反.例2答案D解析 畫岀空腔導(dǎo)體內(nèi)外的電場線分布，可以看岀Eb = 0,但(Pb> 0,由內(nèi)向外電勢依次降低，(pa> (pb>(Pc ；由電場線疏密可看岀Ea > E c > E b.處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零，導(dǎo)體是一個等勢體，但其電勢并不一定為零.變式訓練2答案ABDA C_D BJty解析 由右圖

12、所示的電場線方向可知 A、B、C、D的電勢高低為秘強缸輜.當用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒 的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢低的D棒流向電寡高的C棒，這時C與D已通 過導(dǎo)線連接為一個導(dǎo)體了，靜電平衡后，它們的電勢相等，C的x端仍帶負電，D的y端仍帶正電， 而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與 D左端的負電荷中和掉了 .當將B球接地時， 一部分自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地，而一部分電子受到 D棒y端正電荷的吸引而保留 在靠近y的近端處，如果把帶正電的 A球移走， 接地的B球上的負電荷才全部流入大地.【即學即練】1-答案AD解析 靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力的作用而發(fā)生定向移動，最后達到穩(wěn)定狀態(tài)，選項A正確；達到靜電平衡后，自由電子不再定向移動，但是仍然做無規(guī)則的熱運動，選項3錯誤；處于 靜電平衡的導(dǎo)體，電荷只分布在外表面上，內(nèi)部沒有“凈”電荷，選項。正確；導(dǎo)體靜電平衡時，內(nèi)部場強為零，但表面場強不為零，選項C錯誤.2. 答案D解析 為了使電視機能接收電磁波信號，但又不接收高頻熱合機產(chǎn)生的電磁波，應(yīng)將高頻熱合機(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波信號屏蔽，而接地金屬籠子具有屏蔽內(nèi)電場的作用，故選項。正確3. 答案B解析處于靜電平衡狀態(tài)