高中物理第一章第七节静电现象的应用学案新人教版选修

1、1.7静电现象的应用学案【学习目标】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】静电现象的应用；静电感应现象的解释【课前预习】一、电场中的导体1、静电平衡状态ABCDE0我们知道放入电场中的导体（如右图），在AB边积聚了负电荷，在CD边积聚了正电荷，这些感应电荷在导体内部产生了与原电场方向_的感应电场，当导体内部的合场强为_时，电子不再移动，此时导体达到静电平衡状态。2、导体处于静电平衡状态时的特点处于静电平衡状态的导体内部场强_。处于静电平衡状态的导体是_，它的表面是_。说明：由于地球是一个等势体

2、，故可把地球选作零电势体。导体表面上任一点电场强度方向与该点表面垂直，电场线与导体表面垂直。3、静电平衡时导体上电荷的分布规律导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的_。在导体表面上越_的位置单位面积电荷量越大，凹陷的位置几乎没有电荷。二、静电现象的应用1、尖端放电尖端放电的实质：气体在导体尖端周围的强电场的作用下而被电离，气体被电离后变成带负电的_和带正电的_，而与尖端电荷的电性相反的粒子在静电力的作用下奔向尖端，而使尖端电荷_，从效果上看好象是尖端释放了电荷，这个现象叫尖端放电。尖端放电的利弊应用：避雷针就是利用了_而实现了中和空气中的电荷，而达到避免雷击的目的；防止：尖端放电会使导到高压设备

3、上电能的损失，故该导体表面要尽量_。2、静电屏蔽形成：处于电场中的导体壳(金属网罩)当达到静电平衡状态时，其内部场强_，从而实现了对内部物体起到了保护作用，这种装置叫做静电屏蔽。应用：高压输电线的上方的_与大地连接而形成一个静电屏蔽，对高压线起到了保护作用。思考：为什么在钢筋水泥结构的楼房内手机的信号要比室外差？（答案：静电屏蔽）【预习检测】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+ABC2.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，

4、则A、B、C三点的场强判断正确的是（ ） AEA0 ，EB =0 ，EC =0BEA0 ，EB 0 ，EC =0CEA0 ，EB0 ，EC 0DEA=0 ，EB 0 ，EC =03.如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向右运动，在运动过程中 ()A小球先做减速后加速运动B小球做匀速直线运动C小球受到的静电力对小球先做负功，后做正功D小球受到的静电力对小球做功为零【典题探究】例1如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，问验电器是否带电？【解析】当导体A

5、的内部通过导线与验电器的小球B连接时，导体A和验电器已合为一个整体，整个导体为等势体，同性电荷相斥，电荷重新分布，必有净电荷从A移向B，所以验电器带正电。【变式练习1】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：AB+C AA球带正电，B球带负电BA球带正电，B球不带电CA球不带电，B球带负电D以上说法都不正确OP例2如图所示,长为10cm的导体棒原来不带电，现将一带电荷量 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

6、的场强大小等于_,方向_.解析电场中的导体达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，本质上是施感电荷与感应电荷在导体内部该处的合场强等于零。即：E施O+E感O=0（矢量和）而E施O=720N/C；由P指向O，所以E感O=720N/C；方向由O指向PAQB+2Q变式训练2在真空中两个点电荷A和B，电荷量 分别为-Q和+2Q，它们相距为L，如果在两个点电荷连线的中点O处，有半径为r(2rL)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，当达到静电平衡时，金属球上的感应电荷在球心O处产生场强为 ，方向 。【提示】先求点电荷A、B在O点产生的场强，方向沿AB连线指向A。静电平衡后，球壳内部场强处处为零，说明感应

7、电荷在O点产生的场强与大小相等，方向相反。即，负号表示感应电荷的电场方向与相反。（沿AB连线指向B）【拓展】 导体处于静电平衡状态时，其内部场强处处为零。在导体内部任意一点处，感应电荷产生的场强与引起静电感应的电荷（即A、B两处的电荷）产生的场强等大反向，合场强为零。 A B例3如图所示，A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B，若取地球的电势为零，则（ ）A、导体B上任意一点的电势为零；B、导体B上任意一点的电势都为正；C、导体B上任意一点的电势都为负；D、导体B上右端点的电势等于左端点的电势。解析 处于静电平衡状态下的导体：导体体是个等势体，导体表面是个等势面；故D正确，由于电场线由正电荷出发终止于负电荷或无穷远，可大致画出电场线的分布，由此可知导体B上各点的电势均相等且为正。故B选项正确。1.7静电现象的应用学案【课前预习】一、1. 相反 零 2. 处处为零 等势体 等势面 3. 外表面 尖锐 二、1