2022年高中物理 第一章 静电场 第七节 静电现象的应用学案新人教版选修3-1

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1、2022年高中物理 第一章 静电场 第七节 静电现象的应用学案新人教版选修3-1 【学习目标】1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。【新知预习】1.静电平衡的定义当导体内部各点的等于0时,导体内部的不再发生移动。这时我们就说导体达到了静电平衡。2.处于静电平衡的导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为。 (2)处于静电平衡状态的导体,其外表面附近任何一点的电场强度方向必定与这点表面。 (3)处于静电平衡状态的整个导

2、体是个体,它的表面是个面。3.静电平衡时导体上的电荷分布特点(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的。(2)在导体的外表面,越的位置电荷的密度越大,的位置几乎没有电荷。4.尖端放电导体的尖端附近的电场很,会使周围空气电离,电离产生的与导体尖端的电荷符号的粒子与尖端上的电荷,相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。5.静电屏蔽由于导体壳内部的电场强度保持为,壳外电场不会对壳内仪器产生,金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。【导析探究】导析一：静电平衡阅读教材中“静电平衡状态下导体的电场”部分的内容,参看下图回答下列问题。(1)如图甲所示,为什么金属导体在电场E0中会有电荷定向移动?把绝缘体也放

3、入电场E0中也会有电荷定向移动吗?(2)如图乙所示,当导体ABCD的两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果? (3)如图丙所示,为什么处于静电平衡的导体内部电场处处为零?导体内自由电子是否会一直定向移动?(4)用什么方法可以证明处于静电平衡状态的导体的外表面附近任何一点的电场强度必定与这点表面垂直?导析二：导体上电荷的分布阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,试回答处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点。 导析三：尖端放电阅读教材中“尖端放电”部分的内容,回答下列问题。(1)为什么导体尖端附近的空气容易发生电离?(2)“尖端放电”是不是导体尖端的电荷跑到空气中去了?(3)联系实际生产

4、、生活,有什么地方利用和避免产生“尖端放电”?导析四：静电屏蔽阅读教材中的相关内容,回答下列问题。(1)进行如图甲、乙所示的实验,当绝缘金属球d与带电验电器B的空心金属筒C外表面接触后再接触不带电验电器A,发现了什么现象?当绝缘金属球与带电验电器B的空心金属筒C内表面接触后再接触不带电验电器A,又发现了什么现象?从中可以得出什么结论?(2)静电屏蔽利用了导体的什么性质?实现静电屏蔽是不是一定要用密封的空心金属?【当堂检测】1. 如图所示,一导体球A带有正电荷,当只有它存在时,它在空间P点产生的电场强度的大小为EA。在A球球心与P点连线上放一带负电的点电荷B,当只有它存在时,它在空间P点产生的电

5、场强度大小为EB。当A、B同时存在时,根据电场强度叠加原理,P点的电场强度大小应为()A. EB B.EA+EB B. C.|EA-EB| D.以上说法都不对2.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示。下列说法正确的有()。A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向C.A往左偏离竖直方向,B的位置不变D.A和B的位置都不变3.如图所示,水平放置的长为L的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点。当导体棒达到静电平衡时,棒上感应电荷在棒内中点O处产生的电场强度大小为,方向为。