317静电现象的应用学案

1、3.1.7 静电现象的应用学案课前自主学习自主学 w 教材独立思考问题一、静电平衡状态下导体的电场1. 静电平衡状态：导体中 (包括表面 ) 不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态2. 静电平衡状态下导体的特点：(1) 处于静电平衡状态的导体，内部 处处为零 .(2) 处于静电平衡状态的整个导体是一个 , 它的表面是一个等势面 .(3) 表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面 .二、导体上电荷的分布1. 处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在 .2. 在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度 ( 单位面积上的电荷量 ), 凹陷的位置 . 电荷.三、尖端放电1. 电离：使

2、空气分子中的 分离，这种现象叫做空气的电离 .2. 尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的 很强，使周围中性空气分子电离，变 成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的 , 与导体尖端的电荷符号 相反的粒子被 到尖端，跟尖端上的电荷 , 这相当于尖端电荷，这种现象叫做尖端放电 .3. 应用与防止：应用：；防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电四、静电屏蔽 导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的 也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会 导体内部，金属壳的这种作 用叫做静电屏蔽 .一、静电平衡状态下导体

3、的电场核心知识探究 分析问题情境提炼核心要问题情境 当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象. 这种定向移动是 无休止的吗？电荷的移动对导体内部的电场有何影响？1. 自由电子定向移动的原因是什么？2. 此处涉及到几个电场？它们分别是来自哪里？3. 什么是静电平衡状态？为什么处于静电平衡状态的导体是等势体，它的表面是等势面？要点提炼1. 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为 .2. 处于静电平衡状态的整个导体是个 , 它的表面是个 .二、导体上电荷的分布问题情境在课本“研究

4、空腔导体内表面的电荷”的演示实验中，甲、乙图对应的操作步骤有何不同？得出怎样的结论？要点提炼1. 处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的 上.2. 静电平衡时，电荷在导体表面的分布是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷的密度越 ,其附近的场强也越.三、尖端放电静电屏蔽问题情境1. 导体的尖端与空气的电离有什么关系？2. 尖端放电是不是电荷都从导体尖端跑到空气中去了？3. 简述避雷针的避雷原理？4. 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？5. 静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？解题方法探究师生互动探究总结规律方I*_- n - L 例1长为L的

5、导体棒原来不带电，现将一电荷量为 +q的点电荷放在距棒左端 R处，如图所示.当 棒达到静电平 衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于，方向为.点拨与技巧（1）解决此类问题通常根据静电平衡原理、感应电荷产生的场强E'与原场强E。关系，把 求感应电荷的场强转化为原来的场强.（2）注意：E'与E。关系是等大反向，合场强为零，解题首先要弄清求的是感应电荷的场强还是合场强变式训练1如图所示，在孤立点电荷+ Q形成的电场中，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内作岀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，要求严格作图）.

6、例2如图所示为一空腔球形导体（不带电），现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势甲的关系是（）/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点拨与技巧 本题应先找岀原电场，再找岀哪是电场中的导体，然后由本节知识求解 变式训练2如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电 的金属棒C D放在两

7、球之间，则下列叙述正确的是（）A. C棒的电势一定高于 D棒的电势B. 若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从 y流向x的电子流C. 若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D. 若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分【即学即练】1. 下列关于静电感应和静电平衡的说法中，正确的是（）A. 静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果B. 导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡C. 导体静电平衡时，导体所占空间各处场强均为零D. 导体静电平衡时，导体内部将没有”净"电荷2. 某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号

8、,空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上岀现网状条纹，影响正常收看 .为了使电视机不受 干扰，可采取的办 法是（）A. 将电视机用一金属笼子罩起来3. 将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地C. 将高频热合机用一金属笼子罩起来D. 将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地3. 一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后（稳定），其内部的场强（）A. 一定增强B. 不变C. 一定减弱D. 可能增强也可能减弱4. 如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰），下列说法正确的是（）A. B端的感应电荷越来越多B. 导体内场强越来越大C. 导体的感应电荷在M点产

9、生的场强恒大于N点产生的场强D. 导体的感应电荷在M N两点产生的场强相等参考答案课前自主学习一、静电平衡状态下导体的电场答案1.自由电子2.(1)场强 等势体 垂直二、导体上电荷的分布答案1.外表面2.越大几乎没有三、尖端放电答案1.正负电荷2.电场带电粒子吸引中和失去 3.避需针四、静电屏蔽答案场强深入核心知识探究一、静电平衡状态下导体的电场问题情境答案1.电子受外加电场的电场力作用而移动.2. 这里有两个电场，它们分别是外加的电场和导体内部自由电子定向移动后产生的电场3. 在课本“静电平衡状态下导体的电场”中找答案.要点提炼答案1.零2.等势体等势面二、导体上电荷的分布问题情境答案两图中

10、D接触了圆筒C的不同部位.圆筒内部无电荷.要点提炼答案1.外表面2.大强三、尖端放电静电屏蔽问题情境答案1、2、3答案见课本“尖端放电”部分.4. 空心部分场强为零.5. 静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”的原理对导体内部起到屏蔽作用的.解题方法探究例1答案水平向左(R+ 矽 2解析达到静电平衡后的导体棒，其内部合场强处处为零，此合场强为点电荷q和导体棒上感应电荷 分别在0处产生的场强的矢量和，因此两场强应大小相等、方向相反.欲知感应电荷在 0处产生的场强 大小，只需求q在0处的场强，该场强的大小 E = 俱，方向水平向右.所以，感应电荷在 0处产生(R + V的场强大小

11、E -*，方向与q在0处的场强方向相反，即水平向左.(R + V由沪几+电-变式训练1答案如图所示.解析 圆盘A处于静电平衡状态，因此内部各点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点处，感应电 荷产生的电场强度都与点电荷+ Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反.例2答案D解析 画岀空腔导体内外的电场线分布，可以看岀Eb = 0,但(Pb> 0,由内向外电势依次降低，(pa> (pb>(Pc ；由电场线疏密可看岀Ea > E c > E b.处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是一个等势体，但其电势并不一定为零.变式训练2答案ABDA C_D BJty解析 由右图

12、所示的电场线方向可知 A、B、C、D的电势高低为秘强缸辎.当用导线将C棒的x端与D棒 的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电寡高的C棒，这时C与D已通 过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电， 而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与 D左端的负电荷中和掉了 .当将B球接地时， 一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到 D棒y端正电荷的吸引而保留 在靠近y的近端处，如果把带正电的 A球移走， 接地的B球上的负电荷才全部流入大地.【即学即练】1-答案AD解析 静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用而发生定向移动，最后达到稳定状态，选项A正确；达到静电平衡后，自由电子不再定向移动，但是仍然做无规则的热运动，选项3错误；处于 静电平衡的导体，电荷只分布在外表面上，内部没有“净”电荷，选项。正确；导体静电平衡时，内部场强为零，但表面场强不为零，选项C错误.2. 答案D解析 为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机(焊缝用)产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项。正确3. 答案B解析处于静电平衡状态