第9章 4 静电的防止与利用-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步导学案配套PPT课件（人教版，江苏单选）

4　静电的防止与利用 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 学习目标要求 核心素养要求 1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点。 2.知道导体上电荷的分布特点，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。 3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理。 1.科学思维 会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的电场强度。 2.科学态度 会联系生活了解静电的防止与利用。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 巩固演练 课时作业 素养达标 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 一 静电平衡 1．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象时，感应电荷的电场与原电场______，使导体内部电场_______，直至为零，导体内部自由电子不再发生__________的状态。 2．处于静电平衡状态的导体的特征：内部的电场强度_________。 叠加 减弱 定向移动 处处为0 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 二 尖端放电 1．电离：导体尖端的电荷密度_______，附近的电场强度_______，空气中的带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷_______的现象。 2．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷______，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 3．尖端放电的应用与防止 (1)应用：________是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 (2)防止：高压设备中导体的表面尽量_______，减少电能的损失。 很大 很大 分离 中和 避雷针 光滑 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 三 静电屏蔽　静电吸附 1．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场强度处处为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响。 2．静电吸附：在电场中，带电粒子受到_________的作用，向着电极运动，最后被_______在电极上的现象。 3．静电吸附的应用：静电除尘、__________、静电复印。 静电力 吸附 静电喷漆 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 静电平衡的理解及应用 如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷。请思考下列问题： 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 (1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？ 提示：自由电子受外加电场的静电力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动。 (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？ 提示：不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，自由电子的定向移动终止。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 1．静电平衡的形成 (1)自由电荷的移动：导体刚放入电场中的瞬间，导体中的自由电荷受静电力F的作用，产生定向运动(如图甲)，同时在导体中产生一个附加电场E′(如图乙)，使自由电荷又受静电场力F′的作用，F和F′方向相反。 (2)电场叠加：当E＝E′时，导体内合场强为零(如图丙)，自由电荷受合力也为零，这时导体中无电荷定向移动，即达到了静电平衡状态。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 (3)结论：处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零。 　 　 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 2．静电平衡时导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。导体内部场强为零指的是外部电场和附加电场的合场强为零，其效果相互抵消。 (2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。 (3)净电荷只分布在导体的外表面上。 (4)对于一孤立的带电体，可视为导体处于自己所带电荷的电场之中，达到静电平衡时，也有两个基本特点： ①导体内部的场强处处为零； ②导体所带电荷只能分布在导体的外表面上。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 在真空中A、B处有两个点电荷，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r≪l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？ 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 名师点评 求处于静电平衡状态的导体内部的感应 电荷产生的场强大小的方法 1．先求出外电场场强E外的大小和方向。 2．由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件