高中物理選修1－1《靜電現(xiàn)象的應用》

1、新人教版高中物理選修11靜電現(xiàn)象的應用精品教案課題§1.7靜電現(xiàn)象的應用教案課型新授三維目標知識與技能1、認識靜電感應，知道感應起電的原理和感應電荷正、負的判定。2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點，導體內部的場強處處為零，電荷只分布在導體的外表面上；3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用。過程與方法：通過觀察演示實驗及對實驗現(xiàn)象的分析，引導學生運用所學知識進行分析推理，培養(yǎng)學生分析推理能力。態(tài)度情感價值觀：通過對實驗的觀察和推理，培養(yǎng)學生科學的研究方法，以及嚴謹認真的學習態(tài)度。重點難點1靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導體的特性，即其電荷分布、電場分布等是重點。2運用電場有關知識，分析、推理出實驗

2、現(xiàn)象的成因是難點。教學過程（一）復習提問，引入新課1思考與討論：（1）金屬導體的微觀結構如何？（2）自由電子怎樣移動？（3）自由電子會在什么地方積聚？（4）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結果？（5）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？電場中的導體2、問題：當我們把導體放入電場中，導體上的自由電荷處于電場中將受電場力作用，這時的導體與無電場時的導體相比有什么不同特征？引導學生分析總結：若是金屬導體，自由電子在電場力作用下將發(fā)生定向移動使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布，從而引起導體的某些新的性質二、新課內容：（一）靜電感應1、演示實驗靜電感應現(xiàn)象靜電感應現(xiàn)象：在電場中的導體沿著電場強度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感

3、應現(xiàn)象當外電場撤掉，導體兩端電荷又中和，可見靜電感應現(xiàn)象中導體上凈電荷仍然為零將不帶電的導體置于電場中時，導體那自由電荷受力，發(fā)生定向移動，從而重新分布重新分布的電荷在導體內產生一個與原電場反向的電場，阻礙電荷定向移動，該電場與外電場疊加，使導體內部的電場減弱，只要內部場強不為零，導體兩面的正負電荷便繼續(xù)增加，導體的內部電場就會繼續(xù)削弱，直至導體內部的合場強都等于零的時候為止，這時導體內自由電子不再發(fā)生定向移動導體中（包括表面）沒有電荷的定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)總結：靜電平衡狀態(tài)：導體上處處無電荷定向移動的狀態(tài)特征：導體內部處處場強為零在這個特征基礎上進行推論，可得靜電場中導體的特點2

4、、強調：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零而且處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只能分布在導體外表面上這是為什么呢？為了驗證這一點，可采用反證法，若導體內部有凈電荷，電荷周圍有電場，那么導體內部電場強度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動（二）、靜電現(xiàn)象的應用1、尖端放電 1）、演示尖端放電導體尖端附近的電場特別強，它會導致一個重要的后果，就是尖端放電。再導體尖端附近放一根點燃的蠟燭。當我們不斷給導體充電的時候，火焰就好像被風吹動一樣朝背離尖端的方向偏移。這就是尖端放電引起的后果。原因：因為在尖端附近強電場的作用下空氣中殘留的離子會發(fā)生激烈的運動。在激烈的運動過程中它們和空氣分子相碰時，會使空氣分子電

5、離，從而產生大量新的離子，這就使空氣邊得易于導電。與尖端上電荷同號的離子受到排斥而飛向遠方，蠟燭的火焰偏移就是受到這種離子形成的“電風”吹動的結果。在強電場作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電位面密，電場強度劇增，致使這里空氣被電離而產生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現(xiàn)象2）、閃電防護雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應當遵從四條原則一是人體應盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓” 造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點附近，兩點間很大的電位差，如若人的

6、兩腳分得很開，分別接觸相距遠的兩點，則兩腳間便形成較大的電位差，有強電流通過人體使人受傷害 三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂四是不要進水中，因水體導電好，易遭雷擊總之，應當?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機會3）、介紹幾種避雷針和武當雷火煉殿2、靜電屏蔽1）演示實驗小鳥在籠中2）演示：靜電屏蔽3）、用靜電平衡現(xiàn)象的特征解釋靜電屏蔽：3、課堂練習OL+qR長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內中點O處產生的場強有多大？方向如何？ 一， 單項選擇題1.當導

7、體達到靜電平衡時，場強方面的特征是 A外電場E0消失 B感應電荷產生的電場E為零C導體內部的合場強E為零 D導體表面和內部的合場強均為零2.一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正電荷，其電場分布是圖中的哪一個3.如圖所示，將一個驗電器放在一個帶正電的金屬球，發(fā)現(xiàn)驗電器的箔片會張開，則 A驗電器的箔片不帶電B驗電器的小球上帶正電C若用一個金屬網罩將驗電器罩住，驗電器箔片將合攏D驗電器的小球上不帶電4.導體自身帶電處于靜電平衡，下列說法中正確的是A.導體內部場強是0，所以電勢也是0B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場強大，所以電勢高C.電荷只分布在外表面，電場線一定和外表面處處垂直D.

8、以上說法均不正確5.一個帶絕緣座的空心金屬球A帶有4×108 C的正電荷，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×108 C的負電荷，使B球和A球的內壁接觸，則接觸之后，A、B各帶電量為A.QA=108 C; QB=108 C B.QA=2×108 C; QB=0 C.QA=0 ; QB=2×108 C D.QA=4×108 C; QB=2×108 C··R+QO6.如圖所示，一個不帶電的金屬棒放在一個電量為+Q的點電荷附近，點電荷到金屬棒O點的距離為R ，則以下錯誤的是A點電荷在球心產生的場強仍為B點電荷在球心產生的場強變?yōu)镃金屬球上感應電荷在O點產生的場強大小為，方向由O點指向點電荷D金屬球上感應電荷在球內各點產生的場強各不相同7、導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的 表面 （選擇“外”或“內”）。導體表面，越尖銳的位置，電荷密度越（選擇“大”或“小”）。8、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個，它的表面是個。（地球是個等勢體）9、導體外表面處場強方向必跟該點的表面（選擇“垂直”或“平行”）。10.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部的場強處處，把一個實心導體挖空，變成一個導體殼，殼內的場強仍處處為零，這樣，導體殼就可以保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫做。11如圖所示，