2017-2018学年高中物理选修3-1（人教版 课件+练习）:第一章7静电现象的应用 （2份打包）

第一章　静电场 7　静电现象的应用 学　习　目　标 重　点　难　点 1.知道静电平衡条件. 2.理解静电感应现象及静电屏蔽． 重点 静电现象的应用. 难点 静电感应现象的解释. 叠加 减弱 定向移动 知识点一　静电平衡及其状态下导体的电场 提炼知识 1．静电平衡状态． 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． 处处为0 垂直 等势体 等势面 2．处于静电平衡状态下导体中电场的特征． (1)处于静电平衡状态的导体，内部电场__________． (2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的电场强度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________，它的表面是个________． 没有 外表面 越大 没有电荷 3．导体内部_____电荷，电荷只分布在导体的_______． 在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度_____，凹陷的位置几乎__________． 判断正误 (1)静电平衡时导体内部场强为零．(√) (2)静电平衡时导体电势为零. (×) (3)处于静电平衡的导体是一个等势体．(√) 1.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后(　　) A．a端的电势比b端的高 B．b端的电势比d点的低 C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处电场强度的方向由c指向b 答案：B 相反 中和 失去 尖端放电 知识点二　尖端放电和静电屏蔽 提炼知识 1．所带电荷与导体尖端的电荷符号_____的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷_____，这相当于导体从尖端_____电荷．这个现象叫作_________． 封闭 壳内电场强度 产生影响 避雷针 2．把一个电学仪器放在______的金属壳(网)里，即使壳(网)外有电场，由于______________保持为零，外电场对壳(网)内的仪器也不会__________的现象叫静电屏蔽． 3．尖端放电和静电屏蔽的应用、防止： (1)尖端放电： ①应用：________是利用尖端放电避免雷击的一种设施． 光滑 ②防止：高压设备中导体的表面尽量_____会减少电能的损失． (2)静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连． 判断正误 (1)云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×) (2)避雷针的尖端向云层放电，中和了云层的电荷．(√) (3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地．(√) 小试身手 2．将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，下列说法正确的有(　　) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 答案：B 拓展一　静电平衡及其状态下导体的电场 当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？ 提示：电荷只分布在导体的外表面，导体内部没有电荷． 1．静电平衡的实质． 金属导体放到电场强度为E0的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合电场强度减小． 当感应电荷继续增加，合电场强度逐渐减小，合电场强度为零时，自由电荷的定向移动停止． 2．对静电平衡的三点理解． (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的． (3)导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零，是指外电场与导体两端的感应电荷产生的电场的合电场强度为零． 【典例1】如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时． (1)比较A端和B端电势的高低． (2)比较A点和B点电场强度大小． (3)比较A、B端外表面电场强度大小． (4)若A端接地，AB导体带什么电？ (5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？ 解析：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB. (2)A点和B点电场强度均为零，EA＝EB＝0. (3)利用电场线分布可知A端分布密，E′A>E′B. (4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关． (5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和． 题后反思 电荷只分布在金属导体的外表面，由于外部电荷均匀分布，造成外部