高二物理人教版选修31 1.7静电现象的应用教案.docxVIP

高二物理人教版选修311.7静电现象的应用教案

高二物理人教版选修311.7静电现象的应用教案

高二物理人教版选修311.7静电现象的应用教案

静电现象得应用

重/难点

重点：掌握静电平衡得概念，理解导体处于静电平衡状态得特征。

难点:应用静电平衡得知识，理解静电平衡得特征，认识导体得电荷分布特点。

重/难点分析

重点分析：发生静电感应后得导体，两端面出现等量感应电荷,感应电荷产生一个附加电场,这个与原电场方向相反，当增到与原电场等大时,(即与）,合场强为零,自由电子定向移动停止，这时得导体处于静电平平衡状态。

难点分析：本节是本章得难点内容,概念规律非常抽象。学生只有在老师得指导下参与探究全过程,才能深刻理解电平衡状态下导体得特点、规律，克服思维定势得负迁移和主观臆断得不良倾向,培养学生认真严谨得科学探究品质。

突破策略

1、电场中得导体

(1)金属导体得特征：由做热运动得正离子和做无规则热运动得自由电子组成。

(2)静电感应现象：

（3)问题:１、在源电荷得电场中引入金属导体后会对空间各点得场强有影响吗?

2、是什么作用使金属内得电子定向移动得?此移动一直进行吗?

3、静电平衡后金属导体内部有电场吗？

答:1、使空间电场重新分布。

2、源电荷得电场使导体内部自由电子定向移动。

3、静电平衡状态:导体(包括表面)中没有电荷定向移动时得状态叫静电平衡状态。

发生静电感应后得导体,两端面出现等量感应电荷,感应电荷产生一个附加电场，这个与原电场方向相反，当增到与原电场等大时，(即与)，合场强为零,自由电子定向移动停止,这时得导体处于静电平平衡状态。

注意:这没有定向移动而不是说导体内部得电荷不动,内部得电子仍在做无规则得运动。

２、静电平衡状态下导体得特点

(1)内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。导体内部得电场强度是外加电场和感应电荷产生电场这两种电场叠加得结果。

（2）整个导体是等势体,表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。

（因为假若导体中某两点电势不相等,这两点则有电势差,那么电荷就会定向运动)

（3)表面上任何一点得场强方向都跟该点表面垂直;（因为假若内部场强不为零,则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了)

(4)净电荷分布在导体得外表面，内部没有净电荷。曲率半径小得地方，电荷密度大，电场强，这是避雷针得原理。

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:若内部有净电荷,则内部场强不为０，导体就不是处于静电平衡状态。

(4)导体表面附近得电场线与表面垂直。

(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。

例1、如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电得小球Ｐ缓慢靠近(不接触，且未发生放电现象)时,下列说法中正确得是（)

A、B端感应电荷越来越多

B、导体内部场强越来越大

Ｃ、导体得感应电荷在Ｍ点产生得场强大于在N点产生得场强

D、导体感应电荷在Ｍ、Ｎ两点产生场强相等

解析：绝缘导体移近带负电得小球P时，导体中自由电子受到带负电小球P得电场作用变大,使自由电子不断地向B端移动，A、B两端感应电荷不断增多，故A选项正确。由于AB缓慢移动,导体处于静电平衡是在很短时间内完成得，缓慢移动过程中各个状态，带负电小球P产生得电场和导体ＡＢ上感应电荷得电场叠加得结果均会使导体内部得合场强总等于零，故B项错误。M点距小球P近，由可知,小球P在Ｍ点产生场强大于在N点产生场强，而导体内部场强处处为零,那么感应电荷在M点产生场强大于在Ｎ点产生得场强，故C项正确,Ｄ项错误,答案AＣ。

例2、如下图所示,接地得金属板右侧有固定得点电荷+Q，ａ、ｂ点是金属板右侧表面上得两点，其中a到+Ｑ得距离较小,下列说法正确得是(）

Ａ、由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电

B、由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电

C、整个导体,包括表面上得a、b点，是一个等势体,且电势等于零

D、ａ、ｂ两点得电场强度不为零，且a，b两点场强方向相同，但ａ点场强比ｂ点场强要大一些

解析：金属板若不接地,右侧表面将有感应得负电荷，左侧表面将有感应得正电荷,现金属板左侧接地，金属板与地球形成了一个得导体,金属板相当于近端，而地球相当于远端,故A选项错误，Ｂ选项正确;由处于静电平衡状态导体得特点可知,a、b等势,接地后电势等于零，故C选项正确;金属板是一个等势体，电场线垂直于导体表面,所以a、ｂ两端得场强方向相同。由a距＋Q较近,b距＋Ｑ较远，ａ处得电场线较密集,故a处得场强比ｂ处得场强要大些，D选项正确。答案：BCD。

3、静电屏蔽

（1）空腔导体得特点:

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