1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1课件+素材

第一章 静电场 1.7静电感应现象的应用 1．知识与技能 (1)知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态； (2)理解静电平衡时，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体 的外表面上； (3)知道静电屏蔽及其应用． 2．过程与方法 (1)培养学生的观察能力、逻辑推理的能力、分析问题的能力； (2)掌握分析和综合等思维方法． 3．情感、态度与价值观 (1)使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义； (2)渗透具体问题具体分析的思想． 三维目标 知识回顾 1.静电感应：金属导体放在外电场E中,由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动,使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 2.感应起电:利用静电感应的方法使物体带电的方法. F ＋ ＋ ＋ － － － E0 问题思考 （1）金属导体的微观结构如何？ - - - - - - E 如果将金属导体放入电场中 （3）自由电子会在什么地方积聚？ （2）自由电子怎样移动？ 4 问题思考 （1）金属导体的微观结构如何？ - + E E’ E合= E -E’ 如果将金属导体放入电场中 （2）自由电子怎样移动？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？ （3）自由电子会在什么地方积聚？ 问题思考 （1）金属导体的微观结构如何？ 如果将金属导体放入电场中 （2）自由电子怎样移动？ （5）最终会出现怎样的现象？ - + E E合=0 （4）电子的积聚会出现怎样的结果？ （3）自由电子会在什么地方积聚？ （5）最终会出现怎样的现象？ - + E E合=0 1.静电平衡状态：放入电场中的导体，最终会达到 的状态，这种状态叫静电平衡状态。 2.静电平衡状态的特征： (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场 . (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面 . (3)处于静电平衡状态的整个导体是个 ，导体的表面为 . 一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布 没有电荷定向移动 处处为0 垂直 等势体 等势面 3.导体处于静电平衡时，导体上电荷是怎么分布的？ 法拉第圆筒实验: 1 2 用两个带有绝缘手柄的金属小球分别接触带有电荷的金属圆筒的内壁和外壁. 导体上电荷的分布 法拉第圆筒实验: 1 2 和外壁接触的小球使验电器箔片张开,表明金属筒外壁有电荷分布. 法拉第圆筒实验: 1 2 和内壁接触的小球不能使验电器箔片张开,表明金属筒内壁没有电荷分布. 3.处于静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 导体外表面，电荷分布是否均匀？ （2）净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷. 4.导体上电荷的分布 静电平衡时，导体上的电荷分布有： (1)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图3甲所示. (2)净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示. 甲　　　　　　　　　　乙 (3)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量) ，______的位置几乎没有电荷. 越大 凹陷 解析　小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错. 【牛刀小试】　如图4所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是 A.只有球壳外表面带正电 B.球壳的内表面带负电，外表面带正电 C.球壳的内、外表面都带正电 D.球壳的内表面带正电，外表面带负电 图4 √ 【牛刀小试】(多选)如图5所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是 A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下 后再跟A接触 B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C.用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分 相连，再把取电棒C与B的内壁接触 D.使验电器A靠近B 图5 √ √ √ 导体尖端的电 荷密度很大， 附近的电场特 别强，它会导 致一个重要的 后果，就是尖 端放电。 二.尖端放电现象 尖端放电 三、尖端放电和静电屏蔽 1.空气的电离：导体尖端电荷 很大，附近的电场很强，强电