1.9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)案

1、學(xué)習(xí)探究區(qū)學(xué)習(xí)探究區(qū)高中物理高中物理選修選修3-1 第一章第一章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 1 2 3 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 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. 掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn). 了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用 知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)知識(shí)儲(chǔ)備區(qū) 一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的

2、電場(chǎng) 1 負(fù)負(fù) 正正 靜電感應(yīng)現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象 2 合電場(chǎng)合電場(chǎng) 定向移動(dòng)定向移動(dòng) 靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài) 二、靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)二、靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn) 1 表面垂直表面垂直 等勢(shì)體等勢(shì)體 等勢(shì)面等勢(shì)面 2 (1) 表面表面 (2) 越大越大 三、尖端放電靜電屏蔽三、尖端放電靜電屏蔽 1 相反相反 中和中和 失去失去 尖端放電尖端放電 2 0 靜電屏蔽靜電屏蔽 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)習(xí)探究區(qū)學(xué)習(xí)探究區(qū) 一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng) 如圖所示

3、，把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體放到電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將發(fā)如圖所示，把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體放到電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將發(fā) 生定向移動(dòng)，從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異號(hào)電荷請(qǐng)思考下列問(wèn)題：生定向移動(dòng)，從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異號(hào)電荷請(qǐng)思考下列問(wèn)題： (1)自由電子定向移動(dòng)的原因是什么？定向移動(dòng)的方向如何？自由電子定向移動(dòng)的原因是什么？定向移動(dòng)的方向如何？ (2)自由電子能否一直定向移動(dòng)？為什么？自由電子能否一直定向移動(dòng)？為什么？ 答案答案(1)自由電子受外加電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用而移動(dòng)，向著自由電子受外加電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用而移動(dòng)，向著 與電場(chǎng)相反的方向定向移動(dòng)與電場(chǎng)相反的方向定向移動(dòng) (2)不能感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電

4、場(chǎng)與外加電場(chǎng)反向，阻礙電子不能感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外加電場(chǎng)反向，阻礙電子 的定向移動(dòng)，當(dāng)這兩個(gè)電場(chǎng)大小相等時(shí)，電子的定向移動(dòng)終止的定向移動(dòng)，當(dāng)這兩個(gè)電場(chǎng)大小相等時(shí)，電子的定向移動(dòng)終止 產(chǎn)生反向電場(chǎng)產(chǎn)生反向電場(chǎng) 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 1處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)處處為處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)處處為0. 2處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè) 等勢(shì)面等勢(shì)面 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)習(xí)探究區(qū)學(xué)習(xí)探究區(qū)

5、 二、導(dǎo)體上電荷的分布二、導(dǎo)體上電荷的分布 答案在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度答案在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度(單位面積的電荷量單位面積的電荷量)越大，附越大，附 近場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷近場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷 1當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，電荷在導(dǎo)體上如何分布？?jī)?nèi)當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，電荷在導(dǎo)體上如何分布？?jī)?nèi) 部是否還有電荷？部是否還有電荷？ 答案電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷答案電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷 2形狀不規(guī)則的帶電體，表面上各處的電荷分布是否形狀不規(guī)則的帶電體，表面上各處的電荷分布是否 均勻？附近場(chǎng)強(qiáng)是否相等？均勻？附近場(chǎng)

6、強(qiáng)是否相等？ 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必定與這點(diǎn)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必定與這點(diǎn) 的表面垂直越尖銳的位置電場(chǎng)線越密集的表面垂直越尖銳的位置電場(chǎng)線越密集 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)習(xí)探究區(qū)學(xué)習(xí)探究區(qū) 三、尖端放電和靜電屏蔽三、尖端放電和靜電屏蔽 1避雷針是利用尖端放電保護(hù)建筑物的一種設(shè)施，避雷針是利用尖端放電保護(hù)建筑物的一種設(shè)施， 其原理是什么？其原理是什么？ 導(dǎo)體尖端電荷密度大導(dǎo)體尖端電荷密度大 尖

7、端周圍電場(chǎng)強(qiáng)尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng) 空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng) 分子中正負(fù)電荷分開分子中正負(fù)電荷分開 正負(fù)電荷奔向異種電荷正負(fù)電荷奔向異種電荷 相當(dāng)于尖端失去電荷相當(dāng)于尖端失去電荷 尖端放電尖端放電 空氣電離空氣電離 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 學(xué)習(xí)探究區(qū)學(xué)習(xí)探究區(qū) 2處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零， 若導(dǎo)體是空心的，則空心部分的場(chǎng)強(qiáng)怎樣？靜電屏蔽若導(dǎo)體是空心的，則空心部分的場(chǎng)強(qiáng)怎樣？靜電屏蔽 是怎樣起到屏蔽作用的

8、？是怎樣起到屏蔽作用的？ 答案空心部分場(chǎng)強(qiáng)為零靜電屏蔽是利用答案空心部分場(chǎng)強(qiáng)為零靜電屏蔽是利用“處于靜電平衡處于靜電平衡 狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零”，即使內(nèi)部有自由電子，受，即使內(nèi)部有自由電子，受 到的電場(chǎng)力也為到的電場(chǎng)力也為0，自由電子不發(fā)生定向移動(dòng)，自由電子不發(fā)生定向移動(dòng) 要點(diǎn)提煉要點(diǎn)提煉 1尖端放電不是導(dǎo)體尖端失去電荷，而是與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子被吸尖端放電不是導(dǎo)體尖端失去電荷，而是與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子被吸 引到尖端，尖端上的電荷被中和引到尖端，尖端上的電荷被中和 2導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩(無(wú)論接地與否無(wú)論接地與否)可以把外部電場(chǎng)屏

9、蔽，使其內(nèi)部不受外電場(chǎng)可以把外部電場(chǎng)屏蔽，使其內(nèi)部不受外電場(chǎng) 的影響的影響 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 典例精析典例精析 一、對(duì)靜電平衡的理解一、對(duì)靜電平衡的理解 D 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 答案見解析圖答案見解析圖 典

10、例精析典例精析 二、靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布二、靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布 例例2 如圖所示，在絕緣板上放有一個(gè)不如圖所示，在絕緣板上放有一個(gè)不 帶電的金箔驗(yàn)電器帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的和一個(gè)帶正電荷的 空腔導(dǎo)體空腔導(dǎo)體B.下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器 箔片張開的是箔片張開的是 () A用取電棒用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟先跟 B的內(nèi)壁接觸一下后再跟的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸接觸 B用取電棒用取電棒C先跟先跟B的外壁接觸一下后的外壁接觸一下后 再跟再跟A接觸接觸 C用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器A跟取電棒跟取電棒C的的 導(dǎo)體部分相連，再把取電

11、棒導(dǎo)體部分相連，再把取電棒C與與B的內(nèi)的內(nèi) 壁接觸壁接觸 D使驗(yàn)電器使驗(yàn)電器A靠近靠近B 內(nèi)部沒(méi)有電荷內(nèi)部沒(méi)有電荷 C與與B接觸帶正電，再與接觸帶正電，再與A接接 觸使觸使A也帶正電也帶正電 驗(yàn)電器成為驗(yàn)電器成為B的外部的外部 A感應(yīng)起電感應(yīng)起電 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 典例精析典例精析 例例3下列實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔片會(huì)張開的是下列實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔片會(huì)張開的是 () 三、對(duì)靜電屏蔽的理解三、對(duì)靜電屏蔽的理解 金屬網(wǎng)可以屏金屬網(wǎng)可以屏 蔽外電場(chǎng)蔽外電場(chǎng) 金屬網(wǎng)外部感應(yīng)金屬網(wǎng)

12、外部感應(yīng) 出正電荷出正電荷 金屬網(wǎng)已接地金屬網(wǎng)已接地，地球是，地球是 最遠(yuǎn)處，感應(yīng)出正電荷最遠(yuǎn)處，感應(yīng)出正電荷 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 課堂要點(diǎn)小結(jié)課堂要點(diǎn)小結(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 靜電平衡狀靜電平衡狀 態(tài)下的導(dǎo)體態(tài)下的導(dǎo)體 導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)處處為零導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)處處為零 導(dǎo)體是等勢(shì)體導(dǎo)體是等勢(shì)體 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面附處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面附 近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必定與這點(diǎn)所近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必定與這點(diǎn)所 在的表面垂直在的表面垂直 導(dǎo)體上電荷的分布導(dǎo)體上電

13、荷的分布 靜電屏蔽靜電屏蔽 尖端放電尖端放電 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 自我檢測(cè)區(qū)自我檢測(cè)區(qū) 1(對(duì)靜電平衡的理解對(duì)靜電平衡的理解)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因 是是 () A導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)任何電場(chǎng)導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)任何電場(chǎng) B外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部 C所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零 D外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的合場(chǎng)強(qiáng)為零外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在

14、導(dǎo)體內(nèi)部疊加的合場(chǎng)強(qiáng)為零 E + + + + + E + + + + + E合 合=0 D 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 自我檢測(cè)區(qū)自我檢測(cè)區(qū) 2(對(duì)尖端放電的理解對(duì)尖端放電的理解)避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是 () A云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地 B避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷 C云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地云層與避雷針發(fā)

15、生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地 D以上說(shuō)法都不對(duì)以上說(shuō)法都不對(duì) 帶電荷的云層靠近避雷針時(shí)，在避雷帶電荷的云層靠近避雷針時(shí)，在避雷 針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá)針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá) 到一定程度就向空中放電，中和云層到一定程度就向空中放電，中和云層 中的電荷，從而避免遭受雷擊，所以中的電荷，從而避免遭受雷擊，所以 只有只有B正確正確 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究典例精析典例精析自我檢測(cè)自我檢測(cè)課堂小結(jié)課堂小結(jié) 學(xué)案學(xué)案9靜電現(xiàn)象的應(yīng)用靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 自我檢測(cè)區(qū)自我檢測(cè)區(qū) 3(對(duì)靜電屏蔽的理解對(duì)靜電屏蔽的理解)如圖所示，兩個(gè)相同的空心金屬球如圖所示，兩個(gè)相同的空心金屬球M和和N，M帶電荷帶電荷 量為量為Q，N不帶電不帶電(M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響相距很遠(yuǎn)，互不影響)，旁邊各放一個(gè)不帶電的金，旁邊各放一個(gè)不帶電的金 屬球?qū)偾騊和和R，當(dāng)將帶正電，當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入的小球分別放入M和和N的空腔中時(shí)的空腔中時(shí) () AP、R上均有感應(yīng)電荷上均有感應(yīng)電荷 BP、R上均沒(méi)有感應(yīng)電荷上均沒(méi)有感應(yīng)電荷 CP上有而