2018-2019学年人教版选修3-1（课件+课后巩固训练）1-7静电现象的应用 (3份打包)

人教版·选修3-1 第7节　静电现象的应用 第一章　静电场 1．了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特性。2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。 01课前自主学习 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电感应现象：把导体放入电场，导体内的 在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现 电荷的现象。 2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场 ，导体内的自由电子不再 的状态。 自由电荷 等量异号 等于零 发生定向移动 3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强 。 (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 。 处处为零 垂直 等势体 等势面 4．静电平衡导体上的电荷分布：带电的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 。且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎 。 外表面 eq \o(□,\s\up4(10))没有电荷 二、尖端放电和静电屏蔽 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。(　　) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。(　　) (3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。(　　) × √ √ (4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。(　　) (5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(　　) (6)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。(　　) × √ × 02 课堂合作探究 考点　对静电平衡的理解 1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E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，导致合场强减小。当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，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场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E。 例1　长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度 大小等于________，方向________。 eq \f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(L,2)))2) 向左 (1)导体内合场强等于多少？ (2)点电荷的电场强度如何计算？ 提示：导体内合场强为零。 提示：点电荷电场强度E＝keq \f(Q,r2)。 [规范解答]　导体棒在点电荷＋q产生的电场中发生静电感应，左端表面出现负电荷，右端表面出现正电荷。棒内任何一点都有两个电场，即外电场(＋q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E′)。达到静电平衡时棒内的电场为0，即E′＝E0。题中所求的即为E′，于是我们通过上述等式转化为求E0。棒的中点到＋q的距离为r＝R＋eq \f(L,2)，于是E′＝E0＝eq \f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(L,2)))2)，E′和E0的方向相反，即方向向左。 eq \a\vs4\al([变式训练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处场强的方向由c指向b 解析　首先画出电场线(如图所示)，沿电场线方向电势降低，b点电势比d点低，B正确；金属杆ab在静电平衡后是一个等势体，a点电势等于b点电势，也比d点低，A、C均错误；静电平衡后的导体内部场强为零，D错误。 考点　静电屏蔽的两种情况 1．静电屏蔽的两种情况的比较 2．适合做屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体。 例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