17《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》學(xué)案（新人教版選修3-1）

1、1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)2理解靜電平衡時(shí)，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零3知道靜電屏蔽及其應(yīng)用4經(jīng)歷分析放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的過程重點(diǎn)靜電平衡狀態(tài)電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn)解決問題的方法 推理歸納法、問題解決法、實(shí)驗(yàn)法 二、溫故知新 1電場(chǎng)的基本特性： 2金屬導(dǎo)體的特征：由做熱振動(dòng)的 和做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的 組成3靜電感應(yīng)現(xiàn)象指 4靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是 三、自學(xué)提綱1.放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體是怎樣達(dá)到靜電平衡的？2.達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體有什么特點(diǎn)？3.導(dǎo)體上的電荷是如何分布的？怎樣證明與分析？4.什么是尖端放電？為什么會(huì)發(fā)生尖端放電？

2、5.什么是靜電屏蔽？它有什么應(yīng)用？四、探究導(dǎo)航【探究一】靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)是怎樣的？1問題：一個(gè)不顯電性的金屬中性導(dǎo)體放在電場(chǎng)中為何兩端又能顯示出電性呢？引入金屬導(dǎo)體后會(huì)對(duì)空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有影響嗎？是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的？此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎？金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場(chǎng)嗎？ 2理論分析：3結(jié)論：4如圖在靜電感應(yīng)時(shí)用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電？+若將導(dǎo)體接地則情況如何？左端接地呢？5靜電平衡的特點(diǎn)：內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng) （如果不滿足則自由電子將 直至 _ ）導(dǎo)體的表面是 ，整個(gè)導(dǎo)體是 【探究二】導(dǎo)體上電荷的分布演示法1. 拉第圓筒實(shí)驗(yàn)2結(jié)論：凈電荷分布在導(dǎo)體 導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)線與表面 導(dǎo)

3、體尖端處電荷密度 3理論分析： 理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng) ，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)+4靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周圍電場(chǎng)分布：上圖空間實(shí)際電場(chǎng)分布，不會(huì)出現(xiàn)虛線電場(chǎng)線（為什么）【探究三】尖端放電 1導(dǎo)體尖端的電荷密度大，給周圍環(huán)境帶來了什么影響？ 2尖端放電現(xiàn)象給我們什么啟示？有哪些應(yīng)用？+【探究四】靜電屏蔽1、 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)：凈電荷只分布在 ，內(nèi)表面 ，空腔內(nèi)沒有電場(chǎng)+2、 靜電屏蔽:+ 外部電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部?jī)x器沒有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對(duì)內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對(duì)外有影響 實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小+

4、 若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響3、 應(yīng)用:電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱例題+ABC如圖所示，在一個(gè)原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)： AEA0 ，EB =0 ，EC =0BEA0 ，EB 0 ，EC =0CEA0 ，EB0 ，EC 0DEA=0 ，EB 0 ，EC =0答案:B解析:由靜電平衡導(dǎo)體特點(diǎn)可知，此時(shí)金屬導(dǎo)體殼處于靜電平衡狀態(tài)，場(chǎng)強(qiáng)為零，其它處場(chǎng)強(qiáng)均不為零。針對(duì)練習(xí)1如圖所示，A、B是兩個(gè)架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B

5、，用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走C球，則A、B帶電情況：AB+C AA球帶正電，B球帶負(fù)電BA球帶正電，B球不帶電CA球不帶電，B球帶負(fù)電D以上說法都不正確答案：B+RLOq針對(duì)練習(xí)2長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為q的正電荷放在距棒左端R處且與棒在一條線上，則棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小 ，方向 。答案：Kq/(R+L/2)2，由O指向q小結(jié)1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點(diǎn)？2、靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應(yīng)用？小結(jié)本節(jié)知識(shí)：五、課堂檢測(cè)  1用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a（圖1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球A和金箔b的帶電情況是 ( )Aa帶正電，b帶負(fù)電 Ba帶負(fù)電，b帶正電Ca、b均帶正電Da、b均帶負(fù)電Ea、b均不帶電2在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為Q的點(diǎn)電荷，用Ep表示球殼外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則 ( )A當(dāng)Q在球殼中央時(shí)，Ep0B不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C只有當(dāng)Q在球心且球殼