江蘇省東臺市高中物理 第一章 靜電場 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc
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1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 班級 姓名 , 1課時(shí) 使用時(shí)間 一.學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、通過閱讀理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電平衡條件; 2、通過交流理解靜電屏蔽 重點(diǎn):靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 難點(diǎn):靜電感應(yīng)現(xiàn)象的解釋 二、自學(xué)檢測 一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場 1.靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體中(包括表面)________不再發(fā)生移動(dòng),我們就認(rèn)為導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài). 2.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn): (1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部____________處處為零. (2)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)________,它的表面是一個(gè)等勢面. (3)表面處的場強(qiáng)不為零,表面處的場強(qiáng)方向跟導(dǎo)體表面________. 二、導(dǎo)體上電荷的分布 1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部沒有電荷,電荷只分布在________. 2.在導(dǎo)體表面,越尖銳的位置,電荷的密度(單位面積上的電荷量)________,凹陷的位置________電荷. 三、尖端放電 1.電離:使空氣分子中的________分離,這種現(xiàn)象叫做空氣的電離. 2.尖端放電:導(dǎo)體尖端的電荷密度很大,附近的____________很強(qiáng),使周圍中性空氣分子電離,變成帶電粒子,這些帶電粒子在強(qiáng)電場加速下,會使更多的空氣分子電離,產(chǎn)生大量的____________,與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子被________到尖端,跟尖端上的電荷________,這相當(dāng)于尖端________電荷,這種現(xiàn)象叫做尖端放電. 3.應(yīng)用與防止:①應(yīng)用:________;②防止:高壓輸電設(shè)備的表面盡量做得光滑,避免放電. 四、靜電屏蔽 導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,表現(xiàn)為電中性,若導(dǎo)體是空腔的,空腔部分的____________也處處為零,無論導(dǎo)體外部的電場是什么樣的,電場都不會____________導(dǎo)體內(nèi)部,金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽. 三、合作探究 任務(wù)一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場 [問題情境] 當(dāng)一個(gè)帶電體靠近不帶電導(dǎo)體時(shí),由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到庫侖力的作用,將向著與電場相反的方向定向移動(dòng),從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷,這就是前面學(xué)習(xí)的靜電感應(yīng)現(xiàn)象.這種定向移動(dòng)是無休止的嗎?電荷的移動(dòng)對導(dǎo)體內(nèi)部的電場有何影響? 1.自由電子定向移動(dòng)的原因是什么? 2.此處涉及到幾個(gè)電場?它們分別是來自哪里? 3.什么是靜電平衡狀態(tài)?為什么處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,它的表面是等勢面? [歸納小結(jié)] 1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)處處為______. 2.處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)________,它的表面是個(gè)________. 二、導(dǎo)體上電荷的分布 [問題情境] 在課本“研究空腔導(dǎo)體內(nèi)表面的電荷”的演示實(shí)驗(yàn)中,甲、乙圖對應(yīng)的操作步驟有何不同?得出怎樣的結(jié)論? [歸納小結(jié)] 1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷只能分布在導(dǎo)體的________上. 2.靜電平衡時(shí),電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的,越是尖銳的地方,電荷的密度越________,其附近的場強(qiáng)也越________. 三、尖端放電 靜電屏蔽 [問題情境] 1.導(dǎo)體的尖端與空氣的電離有什么關(guān)系? 2.尖端放電是不是電荷都從導(dǎo)體尖端跑到空氣中去了? 3.簡述避雷針的避雷原理? 4.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,若導(dǎo)體是空心的,則空心部分的場強(qiáng)怎樣? 5.靜電屏蔽是怎樣起到屏蔽作用的? [歸納小結(jié)] 1.電離:使空氣分子中的________分離,這種現(xiàn)象叫做空氣的電離. 2.尖端放電:導(dǎo)體尖端的電荷密度很大,附近的____________很強(qiáng),使周圍中性空氣分子電離,變成帶電粒子,這些帶電粒子在強(qiáng)電場加速下,會使更多的空氣分子電離,產(chǎn)生大量的____________,與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子被________到尖端,跟尖端上的電荷________,這相當(dāng)于尖端________電荷,這種現(xiàn)象叫做尖端放電. 3.應(yīng)用與防止:①應(yīng)用:________;②防止:高壓輸電設(shè)備的表面盡量做得光滑,避免放電. 3靜電屏蔽:導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,表現(xiàn)為電中性,若導(dǎo)體是空腔的,空腔部分的____________也處處為零,無論導(dǎo)體外部的電場是什么樣的,電場都不會____________導(dǎo)體內(nèi)部,金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽. 例1 如圖2所示,在孤立點(diǎn)電荷+Q形成的電場中,金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài).若金屬圓盤平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi),試在圓盤A內(nèi)作出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場的三條電場線(用實(shí)線表示,要求嚴(yán)格作圖). 例2 如圖3所示為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電),現(xiàn)在將一個(gè)帶正電的小金屬球A放入空腔中,當(dāng)靜電平衡時(shí),圖中a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)E和電勢φ的關(guān)系是( ) A.Ea>Eb>Ec,φa>φb>φc B.Ea=Eb>Ec,φa=φb>φc C.Ea=Eb=Ec,φa=φb>φc D.Ea>Ec>Eb,φa>φb>φc 【當(dāng)堂檢測】 1.下列關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡的說法中,正確的是( ) A.靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用的結(jié)果 B.導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷都不運(yùn)動(dòng)稱為靜電平衡 C.導(dǎo)體靜電平衡時(shí),導(dǎo)體所占空間各處場強(qiáng)均為零 D.導(dǎo)體靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部將沒有“凈”電荷 2.某農(nóng)村小塑料場的高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號頻率接近,由于該村尚未接通有線電視信號,空中的信號常常受到干擾,在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋,影響正常收看.為了使電視機(jī)不受干擾,可采取的辦法是( ) A.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來 B.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地 C.將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來 D.將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地 3.一個(gè)帶電的金屬球,當(dāng)它帶的電荷量增加后(穩(wěn)定),其內(nèi)部的場強(qiáng)( ) A.一定增強(qiáng) B.不變 C.一定減弱 D.可能增強(qiáng)也可能減弱 4. 如圖5所示,在真空中把一原來不帶電的絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P緩緩靠近(不相碰),下列說法正確的是( ) A.B端的感應(yīng)電荷越來越多 B.導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)越來越大 C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)恒大于N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng) D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)相等 四.檢測清盤 1.用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒,靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a(圖1),然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒,這時(shí)驗(yàn)電器小球A和金箔b的帶電情況是 ( ) A.a(chǎn)帶正電,b帶負(fù)電 B.a(chǎn)帶負(fù)電,b帶正電 C.a(chǎn)、b均帶正電 D.a(chǎn)、b均帶負(fù)電 E.a(chǎn)、b均不帶電 2.在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷,用Ep表示球殼外任一點(diǎn)的場強(qiáng),則 ( ) A.當(dāng)+Q在球殼中央時(shí),Ep=0 B.不論+Q在球殼內(nèi)何處,Ep一定為零 C.只有當(dāng)+Q在球心且球殼接地時(shí),Ep=0 D.只要球殼接地,不論+Q在球殼內(nèi)何處,Ep一定為零 3.一個(gè)不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷,其電場分布是圖2中的哪一個(gè)( ) 4.一帶正電的絕緣金屬球殼A,頂部開孔,有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導(dǎo)線連接,讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到圖3位置,C球放A球殼外離A球較遠(yuǎn),待靜電平衡后,正確的說法是 ( ) A.B、C球都帶電 B.B球不帶電,C球帶電 C.讓C球接地后,B球帶負(fù)電 D.C球接地后,A球殼空腔中場強(qiáng)為零 5.有一絕緣空心金屬球A,帶有410-6C的正電荷,一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B,帶有210-6C的負(fù)電荷.若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸,如圖4所示,則B球上電量為______C,A球上電量為_______C,分布在_______. 五、 學(xué)有所得- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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