1、3.1.7 靜電現象的應用學案課前自主學習自主學 w 教材獨立思考問題一、靜電平衡狀態下導體的電場1. 靜電平衡狀態：導體中 (包括表面 ) 不再發生移動，我們就認為導體達到了靜電平衡狀態2. 靜電平衡狀態下導體的特點：(1) 處于靜電平衡狀態的導體，內部 處處為零 .(2) 處于靜電平衡狀態的整個導體是一個 , 它的表面是一個等勢面 .(3) 表面處的場強不為零，表面處的場強方向跟導體表面 .二、導體上電荷的分布1. 處于靜電平衡狀態的導體，內部沒有電荷，電荷只分布在 .2. 在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度 ( 單位面積上的電荷量 ), 凹陷的位置 . 電荷.三、尖端放電1. 電離：使

2、空氣分子中的 分離，這種現象叫做空氣的電離 .2. 尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的 很強，使周圍中性空氣分子電離，變 成帶電粒子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產生大量的 , 與導體尖端的電荷符號 相反的粒子被 到尖端，跟尖端上的電荷 , 這相當于尖端電荷，這種現象叫做尖端放電 .3. 應用與防止：應用：；防止：高壓輸電設備的表面盡量做得光滑，避免放電四、靜電屏蔽 導體處于靜電平衡時，內部場強處處為零，表現為電中性，若導體是空腔的，空腔部分的 也處處為零，無論導體外部的電場是什么樣的，電場都不會 導體內部，金屬殼的這種作 用叫做靜電屏蔽 .一、靜電平衡狀態下導體

3、的電場核心知識探究 分析問題情境提煉核心要問題情境 當一個帶電體靠近不帶電導體時，由于導體內的自由電子受到庫侖力的作用，將向著與電場相反的方向定向移動，從而使導體兩端出現等量異種電荷，這就是前面學習的靜電感應現象. 這種定向移動是 無休止的嗎？電荷的移動對導體內部的電場有何影響？1. 自由電子定向移動的原因是什么？2. 此處涉及到幾個電場？它們分別是來自哪里？3. 什么是靜電平衡狀態？為什么處于靜電平衡狀態的導體是等勢體，它的表面是等勢面？要點提煉1. 處于靜電平衡狀態的導體，內部的場強處處為 .2. 處于靜電平衡狀態的整個導體是個 , 它的表面是個 .二、導體上電荷的分布問題情境在課本“研究

4、空腔導體內表面的電荷”的演示實驗中，甲、乙圖對應的操作步驟有何不同？得出怎樣的結論？要點提煉1. 處于靜電平衡狀態的導體內部沒有電荷，電荷只能分布在導體的 上.2. 靜電平衡時，電荷在導體表面的分布是不均勻的，越是尖銳的地方，電荷的密度越 ,其附近的場強也越.三、尖端放電靜電屏蔽問題情境1. 導體的尖端與空氣的電離有什么關系？2. 尖端放電是不是電荷都從導體尖端跑到空氣中去了？3. 簡述避雷針的避雷原理？4. 處于靜電平衡狀態的導體，其內部場強處處為零，若導體是空心的，則空心部分的場強怎樣？5. 靜電屏蔽是怎樣起到屏蔽作用的？解題方法探究師生互動探究總結規律方I*_- n - L 例1長為L的

5、導體棒原來不帶電，現將一電荷量為 +q的點電荷放在距棒左端 R處，如圖所示.當 棒達到靜電平 衡后，棒上感應電荷在棒內中點處產生的場強大小等于，方向為.點撥與技巧（1）解決此類問題通常根據靜電平衡原理、感應電荷產生的場強E'與原場強E。關系，把 求感應電荷的場強轉化為原來的場強.（2）注意：E'與E。關系是等大反向，合場強為零，解題首先要弄清求的是感應電荷的場強還是合場強變式訓練1如圖所示，在孤立點電荷+ Q形成的電場中，金屬圓盤 A處于靜電平衡狀態.若金屬圓 盤平面與點電荷在 同一平面內，試在圓盤 A內作岀由盤上感應電荷形成的附加電場的三條電場線（用實線表示，要求嚴格作圖）.

6、例2如圖所示為一空腔球形導體（不帶電），現在將一個帶正電的小金屬球A放入空腔中，當靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E和電勢甲的關系是（）/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點撥與技巧 本題應先找岀原電場，再找岀哪是電場中的導體，然后由本節知識求解 變式訓練2如圖所示，A、B為兩個帶等量異號電荷的金屬球，將兩根不帶電 的金屬棒C D放在兩

7、球之間，則下列敘述正確的是（）A. C棒的電勢一定高于 D棒的電勢B. 若用導線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從 y流向x的電子流C. 若將B球接地，B所帶的負電荷全部流入大地D. 若將B球接地，B所帶的負電荷還將保留一部分【即學即練】1. 下列關于靜電感應和靜電平衡的說法中，正確的是（）A. 靜電感應是由于導體內的自由電子受電場力作用的結果B. 導體內的自由電荷都不運動稱為靜電平衡C. 導體靜電平衡時，導體所占空間各處場強均為零D. 導體靜電平衡時，導體內部將沒有”凈"電荷2. 某農村小塑料場的高頻熱合機產生的電磁波頻率和電視信號頻率接近，由于該村尚未接通有線電視信號

8、,空中的信號常常受到干擾，在電視熒屏上岀現網狀條紋，影響正常收看 .為了使電視機不受 干擾，可采取的辦 法是（）A. 將電視機用一金屬籠子罩起來3. 將電視機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地C. 將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來D. 將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠子接地3. 一個帶電的金屬球，當它帶的電荷量增加后（穩定），其內部的場強（）A. 一定增強B. 不變C. 一定減弱D. 可能增強也可能減弱4. 如圖所示，在真空中把一原來不帶電的絕緣導體向帶負電的小球P緩緩靠近（不相碰），下列說法正確的是（）A. B端的感應電荷越來越多B. 導體內場強越來越大C. 導體的感應電荷在M點產

9、生的場強恒大于N點產生的場強D. 導體的感應電荷在M N兩點產生的場強相等參考答案課前自主學習一、靜電平衡狀態下導體的電場答案1.自由電子2.(1)場強 等勢體 垂直二、導體上電荷的分布答案1.外表面2.越大幾乎沒有三、尖端放電答案1.正負電荷2.電場帶電粒子吸引中和失去 3.避需針四、靜電屏蔽答案場強深入核心知識探究一、靜電平衡狀態下導體的電場問題情境答案1.電子受外加電場的電場力作用而移動.2. 這里有兩個電場，它們分別是外加的電場和導體內部自由電子定向移動后產生的電場3. 在課本“靜電平衡狀態下導體的電場”中找答案.要點提煉答案1.零2.等勢體等勢面二、導體上電荷的分布問題情境答案兩圖中

10、D接觸了圓筒C的不同部位.圓筒內部無電荷.要點提煉答案1.外表面2.大強三、尖端放電靜電屏蔽問題情境答案1、2、3答案見課本“尖端放電”部分.4. 空心部分場強為零.5. 靜電屏蔽是利用“處于靜電平衡狀態的導體內部場強處處為零”的原理對導體內部起到屏蔽作用的.解題方法探究例1答案水平向左(R+ 矽 2解析達到靜電平衡后的導體棒，其內部合場強處處為零，此合場強為點電荷q和導體棒上感應電荷 分別在0處產生的場強的矢量和，因此兩場強應大小相等、方向相反.欲知感應電荷在 0處產生的場強 大小，只需求q在0處的場強，該場強的大小 E = 俱，方向水平向右.所以，感應電荷在 0處產生(R + V的場強大小

11、E -*，方向與q在0處的場強方向相反，即水平向左.(R + V由滬幾+電-變式訓練1答案如圖所示.解析 圓盤A處于靜電平衡狀態，因此內部各點的合場強都為零，即圓盤A內的每一點處，感應電 荷產生的電場強度都與點電荷+ Q在那點產生的電場強度大小相等、方向相反.例2答案D解析 畫岀空腔導體內外的電場線分布，可以看岀Eb = 0,但(Pb> 0,由內向外電勢依次降低，(pa> (pb>(Pc ；由電場線疏密可看岀Ea > E c > E b.處于靜電平衡的導體內部場強處處為零，導體是一個等勢體，但其電勢并不一定為零.變式訓練2答案ABDA C_D BJty解析 由右圖

12、所示的電場線方向可知 A、B、C、D的電勢高低為秘強缸輜.當用導線將C棒的x端與D棒 的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢低的D棒流向電寡高的C棒，這時C與D已通 過導線連接為一個導體了，靜電平衡后，它們的電勢相等，C的x端仍帶負電，D的y端仍帶正電， 而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與 D左端的負電荷中和掉了 .當將B球接地時， 一部分自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地，而一部分電子受到 D棒y端正電荷的吸引而保留 在靠近y的近端處，如果把帶正電的 A球移走， 接地的B球上的負電荷才全部流入大地.【即學即練】1-答案AD解析 靜電感應是由于導體內的自由電子受電場力的作用而發生定向移動，最后達到穩定狀態，選項A正確；達到靜電平衡后，自由電子不再定向移動，但是仍然做無規則的熱運動，選項3錯誤；處于 靜電平衡的導體，電荷只分布在外表面上，內部沒有“凈”電荷，選項。正確；導體靜電平衡時，內部場強為零，但表面場強不為零，選項C錯誤.2. 答案D解析 為了使電視機能接收電磁波信號，但又不接收高頻熱合機產生的電磁波，應將高頻熱合機(焊縫用)產生的電磁波信號屏蔽，而接地金屬籠子具有屏蔽內電場的作用，故選項。正確3. 答案B解析處于靜電平衡狀態