专题：静电平衡

1 / 7 专题：静电平衡 专题：静电平衡 【教学三维目标】 1知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态 2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知道静电屏蔽及其应用 【重点难点】 静电平衡状态 电场中导体的特点 【教学方法】 推理归纳法、问题解决法、实验法 【教具准备】 验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干 【教学过程】 (一 )复习提问 1、什么是静电感应现象？ 2、静电感应现象的实质是什么？ 3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？ + 2 / 7 若将导体接地则情况如何？左端接地呢？ (二 )新课教学 一、电场中的导体 1、金属导体的特征： 由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 2、静电感应现象 + 问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场3 / 7 强有影响吗？ 是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？ 金属导体内部有电场吗？ 答：使空间电场重新分布 源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动 静电平衡状态：导体（包括表面）中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态 4、 静电平衡状态下导体的特点： 内部场强处处为零（不为 0 则自由电子将继续移动直至合场强为 0） 导体中没有自由电荷定向移动 净电荷分布在导体表面 实验证明：法拉第圆筒实验 导体表面附近电场线与表面垂直 理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为 0，导体就不是处于静电平衡状态 + 4 / 7 5、静电平衡时导体周围电场分布： 上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线 二、静电屏蔽 1、 + 空腔导体的特点： 净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场 2、 + 静电屏蔽 + 外部电场对内部仪器没有影响若将源电荷置于空腔内，则外5 / 7 对内没有影响，但内对外有影响 实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小 + 若将球壳接地，则内外各不影响 3、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 (三 )巩固练习 + A B c 例 1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析 A、 B、 c 三点的场强： A EA0 ， EB=0， Ec=0 B EA0 ， EB0 ， Ec=0 c EA0 ， EB0 ， Ec0 D EA=0， EB0 ， Ec=0 6 / 7 例 2：如图所示， A、 B 是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球 c 靠近 B，用手摸一下 B 球，再撤去导线，然后移走 c 球，则 A、 B 带电情况： A B + c A A 球带正电， B 球带负电 B A 球带正电， B 球不带电 c A 球不带电， B 球带负电 D以上说法都不正确 + R L o q 例 3：长为 L 的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为 q 的正电荷放在距棒左端 R 处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点 o 处产生的场强的大小，方向。 (四 )小结 1、静电平衡状态下导体有什么特点？ 7 / 7 2、静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？ 【布置作业】 【教后记】 1、教材并没有安排这一节的内容，但在历届高考中都有体现