高二物理人教版選修31 1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案

1、4/44/44/4靜電現(xiàn)象的應(yīng)用重/難點重點：掌握靜電平衡的概念 ,理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征。難點：應(yīng)用靜電平衡的知識 ,理解靜電平衡的特征 ,認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點。重/難點分析重點分析：發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體 ,兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷 ,感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個附加電場 ,這個與原電場方向相反 ,當(dāng)增到與原電場等大時 ,即與 ,合場強為零 ,自由電子定向移動停止 ,這時的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。難點分析：本節(jié)是本章的難點內(nèi)容 ,概念規(guī)律非常抽象。學(xué)生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程 ,才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點、規(guī)律 ,克服思維定勢的負(fù)遷移和主觀臆斷的不良傾向 ,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)

2、探究品質(zhì)。突破策略1電場中的導(dǎo)體(1)金屬導(dǎo)體的特征：由做熱運動的正離子和做無規(guī)那么熱運動的自由電子組成。(2)靜電感應(yīng)現(xiàn)象：(3)問題：1.在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點的場強有影響嗎？2是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的？此移動一直進(jìn)行嗎？3靜電平衡后金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？答：1.使空間電場重新分布。2源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動。3靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體(包括外表)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體 ,兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷 ,感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個附加電場 ,這個與原電場方向相反 ,當(dāng)增到與原電場等大時 ,即與 ,合場強為零 ,自由電子定向移動停

3、止 ,這時的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。注意：這沒有定向移動而不是說導(dǎo)體內(nèi)部的電荷不動 ,內(nèi)部的電子仍在做無規(guī)那么的運動。2靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點1內(nèi)部場強處處為零 ,電場線在導(dǎo)體內(nèi)部中斷。導(dǎo)體內(nèi)部的電場強度是外加電場和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場這兩種電場疊加的結(jié)果。2整個導(dǎo)體是等勢體 ,外表是個等勢面；導(dǎo)體外表上任意兩點間電勢差為零。因為假假設(shè)導(dǎo)體中某兩點電勢不相等 ,這兩點那么有電勢差 ,那么電荷就會定向運動3外表上任何一點的場強方向都跟該點外表垂直；因為假假設(shè)內(nèi)部場強不為零 ,那么內(nèi)部電荷會做定向運動 ,那么就不是靜電平衡狀態(tài)了4凈電荷分布在導(dǎo)體的外外表 ,內(nèi)部沒有凈電荷。曲率半徑小的地方 ,電荷密

4、度大 ,電場強 ,這是避雷針的原理。理論證明：中性導(dǎo)體帶電后 ,由于同種電荷相互排斥 ,凈電荷只能分布在外表。反證法：假設(shè)內(nèi)部有凈電荷 ,那么內(nèi)部場強不為0 ,導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)。(4)導(dǎo)體外表附近的電場線與外表垂直。(5)靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布：上圖空間實際電場分布 ,不會出現(xiàn)虛線電場線。例1如下圖 ,在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢靠近(不接觸 ,且未發(fā)生放電現(xiàn)象)時 ,以下說法中正確的選項是()A. B端感應(yīng)電荷越來越多B導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大C導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強D導(dǎo)體感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生場強相等解析：絕緣導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時

5、 ,導(dǎo)體中自由電子受到帶負(fù)電小球P的電場作用變大 ,使自由電子不斷地向B端移動 ,A、B兩端感應(yīng)電荷不斷增多 ,故A選項正確。由于AB緩慢移動 ,導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短時間內(nèi)完成的 ,緩慢移動過程中各個狀態(tài) ,帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場疊加的結(jié)果均會使導(dǎo)體內(nèi)部的合場強總等于零 ,故B項錯誤。M點距小球P近 ,由可知 ,小球P在M點產(chǎn)生場強大于在N點產(chǎn)生場強 ,而導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零 ,那么感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生場強大于在N點產(chǎn)生的場強 ,故C項正確 ,D項錯誤 ,答案AC。例2如以下圖所示 ,接地的金屬板右側(cè)有固定的點電荷Q ,a、b點是金屬板右側(cè)外表上的兩點 ,其中a到Q

6、的距離較小 ,以下說法正確的選項是 ()A由于靜電感應(yīng) ,金屬板右側(cè)外表帶負(fù)電 ,左側(cè)外表帶正電B由于靜電感應(yīng) ,金屬板右側(cè)外表帶負(fù)電 ,左側(cè)外表不帶電C整個導(dǎo)體 ,包括外表上的a、b點 ,是一個等勢體 ,且電勢等于零Da、b兩點的電場強度不為零 ,且a ,b兩點場強方向相同 ,但a點場強比b點場強要大一些解析：金屬板假設(shè)不接地 ,右側(cè)外表將有感應(yīng)的負(fù)電荷 ,左側(cè)外表將有感應(yīng)的正電荷 ,現(xiàn)金屬板左側(cè)接地 ,金屬板與地球形成了一個的導(dǎo)體 ,金屬板相當(dāng)于近端 ,而地球相當(dāng)于遠(yuǎn)端 ,故A選項錯誤 ,B選項正確；由處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點可知 ,a、b等勢 ,接地后電勢等于零 ,故C選項正確；金屬板

7、是一個等勢體 ,電場線垂直于導(dǎo)體外表 ,所以a、b兩端的場強方向相同。由a距Q較近 ,b距Q較遠(yuǎn) , a處的電場線較密集 ,故a處的場強比b處的場強要大些 ,D選項正確。答案：BCD。3靜電屏蔽(1)空腔導(dǎo)體的特點：凈電荷只分布在外外表 ,內(nèi)外表不帶電 ,空腔內(nèi)沒有電場。(2)靜電屏蔽外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響假設(shè)將源電荷置于空腔內(nèi) ,那么外對內(nèi)沒有影響 ,但內(nèi)對外有影響。實驗演示：將收音機置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)那么聲音大小減小。假設(shè)將球殼接地 ,那么內(nèi)外各不影響(較難)。(3)應(yīng)用：電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩、通信電纜外面包一層鉛皮、高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣、通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號弱。突破反思本節(jié)是這一章的難點 ,內(nèi)容抽象、深奧 ,并且要很好的表達(dá)新課程理念 ,上好本堂課就顯得比擬困難 ,所以必須注意下面幾點：1、改變傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式或教師提問題、學(xué)生答復(fù)以下問題的單一做法。教師可創(chuàng)設(shè)情景 ,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題 ,更主動的提出問題 ,解決問題。所以教師在組織和引導(dǎo)學(xué)生研究的過程中要及時組織學(xué)生評價 ,從而提高學(xué)生的思維品質(zhì)和課堂效率。2、要引導(dǎo)全體學(xué)生積極參與教學(xué)活動 ,親身體驗探究、思考和研究的全過程 ,讓學(xué)生通過