第一章靜電場 第七節(jié)靜電感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 新課標(biāo)高中物理選修3 1 1 知識與技能 1 知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因 理解什么是靜電平衡狀態(tài) 2 理解靜電平衡時 導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零 電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上 3 知道靜電屏蔽及其應(yīng)用 2 過程與方法 1 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力 邏輯推理的能力 分析問題的能力 2 掌握分析和綜合等思維方法 3 情感 態(tài)度與價值觀 1 使學(xué)生在理解知識 獲取知識的同時體會到了理論聯(lián)系實(shí)際的意義 2 滲透具體問題具體分析的思想 三維目標(biāo) 知識回顧 1 靜電感應(yīng) 金屬導(dǎo)體放在外電場E中 由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向移動 使導(dǎo)體表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng) 2 感應(yīng)起電 利用靜電感應(yīng)的方法使物體帶電的方法 探究問題 1 金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何 E 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中 3 自由電子會在什么地方積聚 2 自由電子怎樣移動 探究問題 1 金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何 E E E合 E E 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中 2 自由電子怎樣移動 4 電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果 3 自由電子會在什么地方積聚 探究問題 1 金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中 2 自由電子怎樣移動 5 最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象 E E合 0 4 電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果 3 自由電子會在什么地方積聚 探究問題 1 金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何 如果將金屬導(dǎo)體放入電場中 2 自由電子怎樣移動 5 最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象 E E合 0 4 電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果 3 自由電子會在什么地方積聚 靜電平衡的特點(diǎn) 1 處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體 內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零 2 處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體 它的表面是個等勢面 地球是一個極大的導(dǎo)體 可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài) 所以它是一個等勢體 這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因 3 導(dǎo)體外表面處場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直 放入電場中的導(dǎo)體 最終會達(dá)到?jīng)]有電荷定向移動的狀態(tài) 這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài) 一 靜電平衡 探究 靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷 其電荷只分布在外表面 電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢 探究結(jié)論 在導(dǎo)體表面 越尖銳的位置 電荷的密度 單位面積的電荷量 越大 凹陷的位置幾乎沒有電荷 三 尖端放電 導(dǎo)體尖端附近的電場特別強(qiáng) 它會導(dǎo)致一個重要的后果 就是尖端放電 例如在導(dǎo)體尖端附近放一根點(diǎn)燃的蠟燭 當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時候 火焰就好像被風(fēng)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 在強(qiáng)電場作用下 物體曲率大的地方 如尖銳 細(xì)小的頂端 彎曲很厲害處 附近 等電位面密 電場強(qiáng)度劇增 致使這里空氣被電離而產(chǎn)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(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象 尖端放電 自主探究 閱讀課本有關(guān)靜電屏蔽的內(nèi)容 回答以下問題 1 什么叫做靜電屏蔽 2 靜電屏蔽一定要用密封的金屬容器嗎 舉例說明 3 舉出一些靜電屏蔽的事例 四 靜電屏蔽現(xiàn)象 四 靜電屏蔽現(xiàn)象 靜電屏蔽的應(yīng)用 靜電屏蔽的應(yīng)用 靜電除塵 靜電噴漆 1 導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡 下列說法中正確的是 A 導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)是0 所以電勢也是0B 電荷只分布在導(dǎo)體的表面 曲率半徑小的地方場強(qiáng)大 所以電勢高C 電荷只分布在導(dǎo)體的表面 電場線一定和外表面處處垂直D 以上說法均不正確 C 2 下圖中P是一個帶電體 N是一個不帶電的金屬空腔 在下列情況下 放在絕緣板上的小紙屑 圖中S 不會被吸引的有 A C兩項(xiàng)中P在N的外部 N近P端帶正電荷 遠(yuǎn)P端帶負(fù)電荷 N內(nèi)部被屏蔽 外部有電場 A 正確C錯誤 靜電 感應(yīng) 2 下圖中P是一個帶電體 N是一個不帶電的金屬空腔 在下列情況下 放在絕緣板上的小紙屑 圖中S 不會被吸引的有 B D兩項(xiàng)P在N的內(nèi)部 N內(nèi)表面帶正電荷 外表面帶負(fù)電荷 外部有電場 外表面無電荷 外部被屏蔽 B錯誤 D正確 接地 不接地 AD 3 如右圖所示為空腔球形導(dǎo)體 不帶電 現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球A放入腔內(nèi) 靜電平衡時 圖中a b c三點(diǎn)的場強(qiáng)E和電勢 的關(guān)系是 A Ea Eb Ec a b cB Ea Eb Ec a b cC Ea Eb Ec a b cD Ea Ec Eb a b c D 4 如右圖所示 點(diǎn)電荷A和B帶電荷量分別為3 0 10 8C和 2 4 10 8C 彼此相距6cm 若在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處放一個半徑為1cm的金屬球殼 求球殼感應(yīng)電荷在該中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度 5 將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi) 不與球接觸 另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近 如右圖所示 于是有 A A向左偏離豎直方向 B向右偏離豎直方向B A的位置不變 B向右偏離豎直方向C A向左偏離豎直方向 B的位置不變D A和B的位置都不變 5 將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi) 不與球接觸 另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近 如右圖所示 于是有 A A向左偏離豎直方向 B向右偏離豎直方向B A的位置不變 B向右偏離豎直方向C A向左偏離豎直方向 B的位置不變D A和B的位置都不變 帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi) 由于靜電感應(yīng) 空心球外殼帶正電 內(nèi)壁帶負(fù)電 因此B所在處有電場 所以B在電場力作用下向右偏而靠近C 由于空心球能屏蔽B球的電場 所以 A所在處場強(qiáng)為零 故A球不受電場力 位置不變 B