高中物理 1_7静电现象的应用导学案 新人教版选修3-1

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求1.7 静电现象的应用 学习目标1学生知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2学生理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3学生知道静电屏蔽及其应用4学生经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程学习重点：静电平衡状态的特点及应用学习难点：静电平衡状态的特点及应用学习方法： 推理归纳法、实验法相结合知识衔接：自主学习一、静电平衡1电场的基本特性： 2金属导体的特征：由做热振动的 和做无规则热运动的 组成3. 把导体放入电场中会产生什么现象?（1）自由电子怎样移动？（2）自由电子会在什么地方聚集？（3）自由电子的聚集出现什么样的结果？（4）最终会出现怎样的现象？4静电平衡的特点：（1）内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 _ ）（2）导体的表面是 ，整个导体是 +（3）静电平衡时导体周围电场分布如右图实线所示：导体表面附近电场线与表面 不会出现虚线电场线（为什么？）合作探究：二、导体上电荷的分布1.静电平衡的导体上的电荷是如何分布的？（1）净电荷分布在导体 （2）导体尖端处电荷密度 2.怎样分析电荷分布的两个特点？（1） （2） 3.导体内部没有净电荷可以用实验验证吗？怎样做？三、尖端放电 1导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？ 2尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？四、静电屏蔽画出下列空间电场线分布：(1)不带电的金属球壳附近有正点电荷 (2)不带电的金属球壳内部有正点电荷(3)接地的不带电的金属球壳内部有正点电荷+(1) (2) (3)1、 空腔导体的特点：净电荷只分布在 ，内表面 ，空腔内 电场.2、静电屏蔽:外部电场对金属壳内部的仪器没有影响 ，金属壳的这种作用叫 。 思考：(1) 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响？(2怎样能内外互不影响呢？3、静电屏蔽应用:电学仪器和电子设备外面套有金属罩 ； 通信电缆版面包一层铅皮；高压带电作业人员穿金属网衣 ； 通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱练习反馈：1金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( )A都被原子束缚 B都集中在导体两端 C都停止运动 D都停止定向移动2一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( )A一定增强 B一定减弱 C可能增强也可能减弱 D不变3一个带绝缘座的空心金属球A带有4lO-8C的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B带有210-8C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 ( ) AQA=10-8C，QB=lO-8C BQA=2Lo-8C, QB=O CQa=O，Qb=210-8C DQa=410-8C，QB=210-8C4将导体放入场强为E的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( )A 逐渐减小，直至大小为零 B逐渐增大，直至大小为E C先逐渐增大，后逐渐减小至零 D始终等于零归纳总结：达标检测：1用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（如图），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电小球a和金箔b的带电情况是 ( )Aa带正电，b带负电 Ba带负电，b带正电Ca、b均带正电Da、b均带负电Ea、b均不带电2在一个导体球壳内放一个电量为Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则 ( )A当Q在球壳中央时，Ep0B不论Q在球壳内何处，Ep一定为零C只有当Q在球心且球壳接地时，Ep0D只要球壳接地，不论Q在球壳内何处，Ep一定为零OP例1如图所示,长为10cm的导体棒原来不带电，现将一带电量Q=8OlO-10C的正点电荷放在距棒左端5cm处的P点, 达到静电叫平衡后棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强大小等于_,方向_.【变式1】图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（ ）A.到达集尘极的尘埃带正电荷 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 B.电场方向由集尘极指向放电极 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大例2如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则()AB的空腔内电场强度为零 BB不带电CB的外表面带正电 DB的内表面带负电【变式2】如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，(1)比较A端和B端电势的高低(2)比较A点和B点场强大小(3)比较A、B端外表面场强大小(4)若A端接地，AB导体带什么电？(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？【巩固达标】1一金属球，原来不带电，现沿球的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Ea、Eb、Ec，三者相比()AEa最大BEb最大 CEc最大 DEaEbEc2.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（）A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C. 小鸟停在单要高压输电线上会被电死D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险课堂小结：课后反思：课后作业1处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是()A外电场不能进入导体内部 B所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零C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 D以上解释都不正确2图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强等于()AkkBkk C0 Dk3如图所示，在两个固定电荷q和q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是1、2、3、4，则()A4321B4321C4321 D43EB(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和巩固达标答案：1、C 2、B课后作业答案：1.C 2. D 3.B 4.C5. C 6. BD 7. AD 8. ABD 9.ABD10.当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场烟尘颗粒