高二物理人教版选修31静电现象的应用教案

高二物理人教版选修31静电现象的应用教案
重/难点
重点：掌握静电平衡的概念，了解导体处于静电平衡形状的特征。

难点：运用静电平衡的知识，了解静电平衡的特征，看法导体的电荷散布特点。

重/难点剖析
重点剖析：发作静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷发
生一个附加电场E
附，这个E
附
与原电场方向相反，当E
附
增到与原电场等大时，〔即
E 附与E
外
〕，合场强为零，自在电子定向移动中止，这时的导体处于静电平平衡形
状。

难点剖析：本节是本章的难点内容，概念规律十分笼统。

先生只要在教员的指点下参与探求全进程，才干深入了解电平衡形状下导体的特点、规律，克制思想定势的负迁移和客观臆断的不良倾向，培育先生仔细严谨的迷信探求质量。

打破战略
1．电场中的导体
(1)金属导体的特征：由做热运动的正离子和做无规那么热运动的自在电子组成。

(2)静电感应现象：
(3)效果：1.在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？
2．是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动不时停止吗？
3．静电平衡后金属导体外部有电场吗？
答：1.使空间电场重新散布。

2．源电荷的电场使导体外部自在电子定向移动。

3．静电平衡形状：导体(包括外表)中没有电荷定向移动时的形状叫静电平衡形状。

发作静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷发生一个附加
电场E
附，这个E
附
与原电场方向相反，当E
附
增到与原电场等大时，〔即E
附
与E
外
〕，
合场强为零，自在电子定向移动中止，这时的导体处于静电平平衡形状。

留意：这没有定向移动而不是说导体外部的电荷不动，外部的电子仍在做无规那么的运动。

2．静电平衡形状下导体的特点
〔1〕外部场强处处为零，电场线在导体外部中缀。

导体外部的电场强度是外加电场和感应电荷发生电场这两种电场叠加的结果。

〔2〕整个导体是等势体，外表是个等势面；导体外表上恣意两点间电势差为零。

〔由于假假定导体中某两点电势不相等，这两点那么有电势差，那么电荷就会定向运动〕
〔3〕外表上任何一点的场强方向都跟该点外表垂直；〔由于假假定外部场强不为零，那么外部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡形状了〕
〔4〕净电荷散布在导体的外表面，外部没有净电荷。

曲率半径小的中央，电荷密度大，电场强，这是避雷针的原理。

实际证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排挤，净电荷只能散布在外表。

反证法：假定外部有净电荷，那么外部场强不为0，导体就不是处于静电平衡形状。

(4)导体外表左近的电场线与外表垂直。

(5)静电平衡时导体周围电场散布：
上图空间实践电场散布，不会出现虚线电场线。

例1．如下图，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢接近(不接触，且未发作放电现象)时，以下说法中正确的选项是( )
A. B端感应电荷越来越多
B．导体外部场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点发生的场弱小于在N点发生的场强
D ．导体感应电荷在M 、N 两点发生场强相等
解析：绝缘导体移近带负电的小球P 时，导体中自在电子遭到带负电小球P 的电场作用变大，使自在电子不时地向B 端移动，A 、B 两端感应电荷不时增多，故A 选项正确。

由于AB 缓慢移动，导体处于静电平衡是在很短时间内完成的，缓慢移动进程中各个形状，带负电小球P 发生的电场和导体AB 上感应电荷的电场叠加的结果均会使导体外部的合场强总等于零，故B 项错误。

M 点距小球P 近，由2
kQ E r 可知，小球P 在M 点发生场弱小于在N 点发生场强，而导体外部场强处处为零，那么感应电荷在M 点发生场弱小于在N 点发生的场强，故C 项正确，D 项错误，答案 AC 。

例2．如以下图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷＋Q ，a 、b 点是金属板右侧外表上的两点，其中a 到＋Q 的距离较小，以下说法正确的选项是 ( )
A ．由于静电感应，金属板右侧外表带负电，左侧外表带正电
B ．由于静电感应，金属板右侧外表带负电，左侧外表不带电
C ．整个导体，包括外表上的a 、b 点，是一个等势体，且电势等于零
D ．a 、b 两点的电场强度不为零，且a ，b 两点场强方向相反，但a 点场强比b 点场强要大一些
解析：金属板假定不接地，右侧外表将有感应的负电荷，左侧外表将有感应的正电荷，现金属板左侧接地，金属板与地球构成了一个的导体，金属板相当于近端，而地球相当于远端，故A 选项错误，B 选项正确；由处于静电平衡形状导
体的特点可知，a、b等势，接地后电势等于零，故C选项正确；金属板是一个等势体，电场线垂直于导体外表，所以a、b两端的场强方向相反。

由a距＋Q 较近，b距＋Q较远，a处的电场线较密集，故a处的场强比b处的场强要大些，D选项正确。

答案：BCD。

3．静电屏蔽
(1)空腔导体的特点：
净电荷只散布在外表面，内外表不带电，空腔内没有电场。

(2)静电屏蔽
外部电场对外部仪器没有影响
假定将源电荷置于空腔内，那么外对内没有影响，但内对外有影响。

实验演示：将收音机置于金属网罩内那么声响大小减小。

假定将球壳接地，那么内外各不影响(较难)。

(3)运用：电学仪器和电子设备外面套有金属罩、通讯电缆外面包一层铅皮、高压带电作业人员穿金属网衣、通讯工具在钢筋结构房屋中接纳信号弱。

打破反思
本节是这一章的难点，内容笼统、深奥，并且要很好的表达新课程理念，上好本堂课就显得比拟困难，所以必需留意下面几点：
1、改动传统的填鸭式教学形式或教员提效果、先生回答以下效果的单一做法。

教员可创设情形，让先生发现效果，更自动的提出效果，处置效果。

所以教员在组织和引导先生研讨的进程中要及时组织先生评价，从而提高先生的思想质量和课堂效率。

2、要引导全体先生积极参与教学活动，亲身体验探求、思索和研讨的全进程，让先生经过这些进程开阔视野，激起先生的求异心思取向，从而激起先生的潜能。

真正落实三维课程目的。

3、在先生自在讨论和探求时，要仔细听取每一位同窗的观念一定他们的成功之处和指出缺乏之处，让先生感到有成就感，既生动了课堂气氛，又符分解功教育的要求。