靜電的防止與利用

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說(shuō)出靜電平衡產(chǎn)生的條件。

2．掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。

3．了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。

【教學(xué)過(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入

教師：上為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？

學(xué)生回答：略

教師投影展示問(wèn)題：把一只小鳥(niǎo)放入一個(gè)用金屬網(wǎng)制成的鳥(niǎo)籠中，再把鳥(niǎo)籠放入高

壓電場(chǎng)中，鳥(niǎo)會(huì)安然無(wú)恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？

教師：帶著這兩個(gè)疑問(wèn)，本節(jié)課我們一齊來(lái)學(xué)習(xí)《靜電的防止與利用》。（板書課題）

二、新課教學(xué)

（一）靜電感應(yīng)

教師：把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

畫圖闡述：在電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜

電感應(yīng)。

（二）靜電平衡

提問(wèn)：1．電子的聚集會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？

提問(wèn)：2．電子是否會(huì)永遠(yuǎn)這樣定向運(yùn)動(dòng)下去？

畫圖闡述：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。

提問(wèn)：3．最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

總結(jié)：靜電平衡的條件

通過(guò)學(xué)生們互相討論積極回答：E內(nèi)0

（三）靜電平衡的特點(diǎn)

1．處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。

2．導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)線分布，外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。

鞏固練習(xí)

例1：如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左

端為R的某點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小為

多大？

（四）靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)

1．靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。

2．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即

單位面積電荷量多），周圍的場(chǎng)強(qiáng)越大。

3．尖端放電

（1）導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電

場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動(dòng)，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負(fù)電荷分離，

這個(gè)現(xiàn)象叫做空氣的電離。

（2）那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端

上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個(gè)現(xiàn)象叫做尖端放電。

（3）應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

（五）靜電屏蔽

1．靜電屏蔽的定義

教師：回到課前的問(wèn)題：把一只小鳥(niǎo)放入一個(gè)用金屬網(wǎng)制成的鳥(niǎo)籠中，再把鳥(niǎo)籠放

入高壓電場(chǎng)中，鳥(niǎo)會(huì)安然無(wú)恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？

演示：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表面，如果將

這個(gè)導(dǎo)體掏空呢？

靜電平衡時(shí)，內(nèi)部沒(méi)有電荷，所以導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)強(qiáng)度也處處為0。

教師：導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，不受外部電

場(chǎng)的影響，內(nèi)部的儀器不會(huì)受到外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。

演示實(shí)驗(yàn)：

2．靜電屏蔽的應(yīng)用

（1）電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以

對(duì)人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。

（2）三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，把

高壓線屏蔽起來(lái)，免遭雷擊。

3．靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)

（1）屏蔽外電場(chǎng)