高中物理 第一章 静电场 静电现象的应用教学案 新人教版选修31.doc

教学案9 静电现象的应用如图1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：问题1 (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 ，该场强指的是 问题21导体内部有电场线吗？ 2怎样理解导体内外电势变化的特点？ 要点提炼2导体内部 （有或没有）电场线，处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个 。 问题31导体表面附近电场线应该怎样画？ 2怎样理解导体外部的电场线的特点？ 要点提炼3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 问题41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有啥特点？其附近场强是否相等？ 要点提炼4处于静电平衡状态的导体，内部 （有或没有）电荷，电荷只分布在 ；越尖锐的位置电荷密度 。电场线越 。问题设计1避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，如图2所示，其原理是什么？ 2图3所示，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 到尖端，尖端上的电荷被 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 的影响例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4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)若q距圆盘圆心为r，则圆盘上的感应电荷产生的电场强度？ 例2 如图5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例3 下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是( ) 学案9 静电现象的应用答案一、静电平衡状态下导体的电场问题1（1）自由电子受到了外界电场的电场力作用，该电场力驱动自由电子向左定向运动。（2）自由电子不会一直定向运动，当感应电荷产生的与外界电场e0反向电场e/逐渐增大到与之相消，即合场强为零时，后续的自由电子便停止定向运动。要点提炼1零；合场强二、静电平衡状态下导体及周围电势变化特点问题21导体内部没有电场线。2指向导体的电场线电势逐渐降低，至导体时，电势不再降低，在导体内部，电势维持不变，出导体表面后，沿着电场线电势继续降低。要点提炼2没有；等势体；等势面。三、静电平衡状态下导体周围电场线特点问题31导体表面附近电场线与导体表面垂直（如图所示，图中假定导体平面足够大，不考虑导体边缘效应）2导体外部电场线发生弯曲，这是由于感应电荷叠加的结果。要点提炼3表面垂直。四、静电平衡状态下导体上电荷的分布问题41电荷仅分布在导体的外表面，内部没有电荷。2越尖锐的位置，电荷分布越密集，场强越大，凹陷处几乎没有电荷，此处场强几乎为零。要点提炼4没有；外表面；越大；密集。五、尖端放电和静电屏蔽问题设计1由于静电感应，避雷针尖端集聚了电荷，周围场强很大，使空气分子产生了电离现象。异种电荷中和了避雷针上聚集的电荷，同种电荷远离避雷针，好像避雷针上的电荷飞出去了。其本质是中和，高层建筑顶端不带电，自然就避免遭受雷击。 2导体的外壳会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部场强依然为零，外界电场“似乎无法进入内部”，内置的仪器等设备不受外界影响，也不会遭受雷击。 要点提炼1吸引；中和。 2外接