《静电现象的应用》学案
静电现象的应用(导)学案
第7节静电现象的应用1．静电平衡状态是指处在电场中的导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
2．处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面是等势面，其内部电场强度处处为零。
3．尖端放电现象是导体尖端失去电荷的现象。
4．金属壳达到静电平衡时，其内部不受外部电场影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽。
一、静电平衡状态、导体上电荷的分布1．静电平衡状态导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。
2．静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为零。
(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。
(3)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。
3．导体上电荷的分布(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
二、尖端放电和静电屏蔽尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响应用或防止应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连1．自主思考——判一判(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。
(√)(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。
(×)(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。
(√)(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。
(×)(5)用金属把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。
7.静电现象的应用(学案)
授课学案问题探究基础导学一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电平衡状态处于电场中的导体内外电场相互 ，使导体内部电场 ，直至为零，导体内部自由电子不再发生定向 的状态． 2．处于静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强 ． (2)处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个 ，地球是一个 ． 二、导体上电荷的分布特点1．导体内部 净电荷，净电荷分布在导体的 ． 2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度 ，凹陷的位置几乎 ． 三、尖端放电1．空气的电离：导体尖端电荷 ，电场很强，带电粒子在 剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷 的现象．2．尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被 而奔向尖端，与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端 的现象．四、静电屏蔽1．定义：把一个电学仪器放在的金属壳里，即使壳外有电场，由于保持为零，外电场对壳内的仪器也不会的现象．2．实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，也能起到屏蔽作用．3．应用(1) 是利用尖端放电避免雷击的一种设施．(2)电学仪器和电子设备外面套有；通信电缆表面包一层；高压带电作业人员穿；通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号较弱.要点突破1．深刻理解静电感应现象(1)金属导体的特征：由做热振动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成．(2)静电感应现象：导体内自由电荷在静电力作用下重新分布，导体两端出现等量的正负感应电荷的现象．(3)导体的静电平衡①静电平衡状态：静电感应中，当感应出现的正、负电荷产生的附加场强E′大小等于外场强E0时，合场强E等于零，导体内部没有电荷定向移动的状态．②导体静电平衡的条件：导体内部的合场强处处为零．(4)静电平衡状态下导体特点：①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零．②处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面．③电荷分布特点a．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导体内部没有电荷．b．受导体的形状影响，电荷分布不均匀，越尖锐的地方，电荷分布的密度越大，外部附近的场强也越强．c．“远近端”电荷的电性相反，电量相等．如右图所示，处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，即“远同近异”，感应电荷在两端的外表面，导体右端较左端尖锐，电荷密度大．【特别提醒】一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点，人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端．例一长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为＋q的点电荷放在距导体棒左端R处，如右图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向________．2．静电屏蔽的两种情况及本质(1)导体内部不受外部电场的影响①现象：由于静电感应，验电器箔片张开．如图甲，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图乙，即外部电场影响不到导体内部．②本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零．(2)接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响①现象：a．如右图甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，空间电场的电场线起于场源正电荷，终于导体壳内表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷，终于无穷远，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零．b.导体壳接地后，如图乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，空间电场起于场源正电荷终于导体壳内表面负电荷，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响．②本质：仍然是静电感应，导体内表面感应电荷与壳内电场在导体壳表面以外空间叠加结果为零．例二下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有()名师指点1．静电平衡状态的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零，这种说法对吗？提示：这种说法是错误的．静电平衡状态的导体内部场强处处为零，电势不一定为零，因为电势具有相对性，电势的数值取决于零电势点的选取．因此不一定为零．2．如何利用接地的金属外壳消除带电体对外界的影响．提示：如图所示，A带有正电，外侧有一金属球壳B，由于静电感应，球壳B的内表面将感应出负电荷，B的外表面将带有等量的正电荷，因此在周围的空间将存在电场；若把导体B接地，则B的外表面不再带电，周围无电场，因此无论带电体A如何变化，对外界均无影响．3．导体接地问题的理解方法——“等效法”．提示：对于这个问题，我们可以利用“等效法”理解，导体接地后，把导体和大地等效为一个整体，导体是“近端”，大地是“远端”，“近端”感应出异种电荷，“远端”感应出同种电荷．◎教材资料分析〔演示〕使带电的金属球靠近验电器，但不接触，箔片是否张开？……点拨：处于静电平衡状态的导体，有几种可能的情况：(1)孤立的带电导体；(2)不带电的导体放在电场中(或带电的导体放在电场中)．不论何种情形，处于静电平衡状态的导体一定是：整个导体是一个等势体，其表面是一个等势面．因为处于静电平衡的导体，内部电荷不再定向移动，受合力必为零，所以电场强度E ＝0由U＝Ed知，任意两点间的电势差也必定相等，所以整个导体是等势体，表面是等势面.典例精析题型一静电平衡状态下导体的特点例一如右图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔内，静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是()A．E a＞E b＞E c，φa＞φb＞φcB．E a＝E b＞E c，φa＝φb＞φcC．E a＝E b＝E c，φa＝φb＞φcD．E a＞E c＞E b，φa＞φb＞φc【跟踪发散】1－1：如右图所示，点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10－8 C和-2.4×10－8 C，彼此相距6 cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm的金属球壳，求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度．题型二静电屏蔽现象的分析例二将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如右图所示，于是有()A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【反思总结】对静电屏蔽问题要区分是哪种屏蔽形式．【跟踪发散】2－1：在下列实验中，验电器的金属箔会张开的是()随堂演练1．在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，如下图所示，用E p表示球壳外任一点的场强，则()A．当＋Q在球壳中央时，E p＝0B．不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E p＝0D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E p＝02．某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地3．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对4．(2010浙江理综)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险5．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是()6．如右图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B7.如右图所示，在电场强度为E的匀强电场中，放置一长为L的金属细棒ab，它与场强E 的夹角为θ，则棒上两端点a、b间的电势差U为()A．ELB．EL sin θC．EL cos θD．08．如下图所示，空心导体上方有一靠的很近的带电体，带有正电荷，有一束带负电的小液滴(重力不能忽略)，以速度v水平飞入空心导体腔内，则小液滴的运动情况可能是()A．匀速直线运动B．变速直线运动C．向上偏转的曲线运动 D．向下偏转的曲线运动9．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，如下图所示表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()10.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强________(填“越大”或“越小”)．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．。
静电现象的应用教案
静电现象的应用教案静电现象的应用教案静电现象的应用教案静电现象的应用学习目标1.知道什么是静电平衡状态，2.知道处于静电平衡状态下导体的特征。
3.知道静电的应用与防止。
学习重、难点静电平衡状态导体特征学法指导自主、合作、探究知识链接1.电场的强弱用来描述，此物理量为量;定义式为，单位是：。
2.电场的叠加原理：。
学习过程用案人自我创新【自主学习】1.静电感应现象是指：2.静电平衡状态是指：3.静电平衡状态下导体的特征⑴处于静电平衡状态下的导体，内部场强。
⑵处于静电平衡状态下的导体，表面上任一点的场强方向与该点表面，表面场强为零。
⑶处于静电平衡状态下的导体是个体，其表面是个面。
4.静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点：⑴导体内部：。
⑵在导体表面：。
5.静电的防止与应用⑴尖端放电⑵静电屏蔽⑶静电除尘【例题与练习】1.如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q，a、b点是金属板右侧表面的两点，其中a到+Q的距离较小，下列说法正确的是( )A.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电。
B.由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电。
C.整个导体，包括表面上的'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两点场强方向相同.但a 点的场强比b点的场强要强(大)一些.2. 一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀的带电细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比( )A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec。
1.7静电现象的应用 学案
第一章静电场1.7静电现象的应用学案知识点感知1．静电平衡（1）静电感应现象：放在静电场中的导体，它的自由电荷受电场力作用，发生定向移动，从而重新分布，在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。
（2）静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态。
（3）静电平衡条件：导体内部处处场强为零。
2．导体的静电性质（1）导体上的电荷分布：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。
（2）导体上的电势分布：处于静电平衡状态导体是个等势体，导体表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力与表面切向垂直，电场力做功为零。
所以电势差为零，表面是等势面。
（3）导体表面附近的场强分布：处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。
3．导体空腔的静电性质（1）腔内无电荷时导体的性质（2）腔内有电荷时导体的性质（3）静电屏蔽4.尖端放电要点一处理静电平衡的“观点”1．远近观“远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？1．两种情况(1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示．(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示．图1－7－22．实现过程(1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽．(2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用．3．本质：静电感应与静电平衡.为什么可以把导体的带电情况看成“面分布”？我们知道导体达到静电平衡后，电荷是分布在它的表面的，下面我们通过一个带电金属球的案例计算，说明把金属导体看成“面分布”的理由．设金属球的半径为R ，从手册上查得空气的击穿场强为E m ＝3×106 V/m ，空气中该金属球所能带的最大电荷量为Q m ，可以从公式E m ＝k Q m R 2来计算，这样Q m ＝E m ·R 2k.金属球表面每单位面积带电荷量Q ＝Q m 4πR 2＝E m 4πk ，把数据代入得Q ＝3×1064π×9×109C/m 2＝2.65×10－5 C/m 2.原子直径d 约为2×10－10 m ，一个原子在金属球表面所占的面积为πd 24＝π×(2×10－10)24m 2＝3.14×10－20 m 2 一个表面原子的带电荷量为q ＝Q πd 24＝2.65×10－5×3.14×10－20 C ＝8.3×10－25 C一个电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，当金属球带电荷量最多时(此时球外表面场强为空气击穿场强)，与表面一个原子相关大小面积所带电荷量只有8.3×10－25 C ，连一个电子电荷量都不到，由此我们有充分理由把金属导体带电看成“面分布”. 课堂练习1.下列措施中，属于防止静电危害的是( )A ．油罐车后有一条拖在地上的铁链条B ．小汽车上有一根露在车面上的小天线C ．在印染厂中保持适当的湿度D ．在地毯上夹杂0.05～0.07 mm 的不锈钢丝导电纤维 答案 ACD 解析 B 选项属于防止静电平衡．2．下图中P 是一个带电体，N 是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S )不会被吸引( )答案 AD3．如图1－7－5所示，图1－7－5在球壳内部球心放置带电荷量＋Q 的点电荷，球壳内有A 点，壳壁中有B 点，壳外有C 点，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 两点场强均为零B ．E A >E B >E CC ．如果A 、C 和球心在一条直线上，则A 、C 两点的场强方向相同D ．B 点场强方向指向球心答案 C 解析 ＋Q 放在球壳内，由于静电感应，内壁感应出负电荷，外壁感应出等量的正电荷．如下图所示，是＋Q 与感应电荷产生的电场线形状，球壳壁内部场强为零，其他地方的场强与仅存在点电荷＋Q 时产生的场强相同，故E A >E C >E B ；如果A 、C 和球心在一条直线上，则A 、C 两点场强方向相同．4．处于静电平衡状态的导体的特点是什么？答案(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零(2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直(3)净电荷只能分布在导体的外表面上，电荷在导体的外表面上的分布往往是不均匀的，越尖的地方，电荷分布的密度越大，附近的电场也越强．对一孤立的带电导体，可视为导体处于自己所带电荷的电场中，达到静电平衡时，也有以上特点.一、静电平衡下的导体【例1】如图1－7－3所示，图1－7－3一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为E A.在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为E B.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()A．E B B．E A＋E B C．|E A－E B| D．以上说法都不对答案D解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为E A，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强E A′不等于E A.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为E B，当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由E A′与E B叠加而成，而不是由E A与E B叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的．二、静电平衡【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属图1－7－4空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有()A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变答案B解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B 所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变．题型探究题型一静电现象的应用在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B思维步步高空腔导体的特点是什么？空腔导体的外壁和内壁的带电情况如何？使验电器金属箔片张开的方法有几种？解析在A选项中先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开．答案BCD拓展探究在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，用E p表示球壳外任一点的场强，则()A．当＋Q在球壳中央时，E p＝0 B．不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E p＝0 D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零答案 D解析如果球壳不接地，球壳内部放入的电荷会产生电场，这个电场周围的导体会感应出电荷，形成新的电场．带电球壳的特点是：①所有电荷都分布在球外表面上，球壳内部没有净电荷．②球壳内场强为零．③如果在球壳内部放入电荷，则电场线在球壳上中断.题型二静电平衡一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个()思维步步高在金属球内部的电场分布情况如何？球壳起到什么作用？在球壳外还有没有电场存在？如果有，电场指向什么方向？解析在球壳内、外表面之间不会有电场存在，球壳的内表面上应该分布的是负电荷，外表面上应该分布的是正电荷，所以B选项正确．答案 B拓展探究如果把该电荷移到球壳外，请叙述一下电场的分布情况．答案当电荷移动到球壳以外之后，球壳对电场产生屏蔽，球壳内部没有电场线．导电体放在导体内部，导体内壁感应出电荷，根据电荷守恒定律，外壁和内壁所带电荷性质相反；当电荷放在导体外部，靠近导体处感应出异种电荷，根据电荷守恒定律，远离导体处感应出同种电荷.一、选择题1．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“劈啪”声，这是因为()A．衣服由于摩擦而产生了静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确答案A解析若我们身穿含有化纤成分的衣服，且始终在运动，使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“劈啪”的放电声音，若是晚上还可以看见火花四溅的现象．2．一金属球，原来不带电，图1现沿球直径的延长线放置一点电荷，如图1所示．球内直径上a、b、c三点场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c答案 D3．如图2所示，图2把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是() A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场E A<E B D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动答案AD解析处于静电平衡状态的导体内部合场强为零，所以A选项正确．当电键闭合，导体和大地是一个整体，导体处于这个整体的尖端，把负电荷从地球上吸引过来，所以D选项正确．4．如图3所示，金属球壳原来带电，而验电器原来不带电，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将()图3A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能张开答案 A5．如图4所示，两个相同的空心金属球M和N，M带－Q电荷，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时()图4A．P、R上均出现感应电荷B．P、R上均没有感应电荷C．P上有，而R上没有感应电荷D．P上没有，而R上有感应电荷答案D解析当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，对M产生静电感应使M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的－Q正好中和，使外表面不带电，实际上是M所带－Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能对P产生静电感应，P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时，对N产生静电感应，使N内表面带负电荷，N外表面带正电荷，N外部有电场，对R产生静电感应，使左端带负电，右端带正电．选项D正确．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()答案B解析带负(正)电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出异种电荷，验电器的顶端带上了正(负)电荷，金属箔片带上了负(正)电．7．如图5所示，图5A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()A．C棒的电势一定高于D棒的电势B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分答案ABD解析由图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为U A>U C>U D>U B.当用导线将C棒的x 端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了．当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处，如果把带正电的A球移走，接地的B球上的负电荷才全部流入大地．故选项A、B、D正确．二、计算论述题8．在正点电荷Q附近有两个绝缘导体M、N，由于静电感应发生了如图6所示的电荷分布，当用导线将a、d两点连接起来时，导线中是否有电流流过，如果有电流，电流的方向是怎样的？图6答案有a→d的电流9．如图7所示，图7在孤立点电荷＋Q形成的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)答案见解析图解析画出感应电荷形成的附加电场在圆盘内的三条电场线(实线)，如下图所示．圆盘A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷产生的电场线与点电荷Q产生的电场线重合，且方向相反(注意图中的虚线是为了确定A内的实线而画出的，它并不表示A外部的电场线)．10．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积S＝0.04 m2的金属板，间距L＝0.05 m，当连接到U＝2 500 V的高压电源正、负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图8所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电荷量为q＝＋1.0×10－17C，质量为m＝2.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：图8(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？答案(1)0.02 s(2)2.5×10－4 J(3)0.014 s解析(1)由题可知，只要上板表面的烟尘能被吸附到下板时，烟尘即被认为全部吸收．烟尘所受静电力为F＝qU/L，L＝12at2＝12Fm t2＝qUt22mL得t＝2mqU L＝0.02 s(2)由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位于板间中点位置，因此，除尘过程中静电力对烟尘所做总功为W＝12NSLqU＝2.5×10－4 J.(3)解法一 设烟尘颗粒下落距离为h ，则板内烟尘总动能E k ＝12m v 2·NS (L －h )＝qULh ·NS (L －h )．当h ＝L2时，E k 达最大．又据h ＝12a 21t则t 1＝ 2h a ＝ mqUL ＝0.014 s解法二 假定所有烟尘集中于板中央，当烟尘运动到下板时，系统总动能最大． 则L 2＝12at 21 所以t 1＝ mqUL ＝0.014 s补充训练1.A 如图所示，将一个导体棒靠近一个带正电的验电器的金属小球，发现验电器张角逐步减小，由此可断定导体原来一定( )A .带正电B .带负电C .不带电D .无法确定答案:B2.B 如图所示，接地金属球A 的半径为R ，球外有一个带电荷量为Q ，到球心O 的距离为r 的点电荷.则该点电荷在球心O 处产生的场强大小等于( )A .22R Qk r Q k- B .22R Qk r Q k+C .0D .2rQ k答案:D3.B 一个金属球原来不带电，现沿着球的直径的延长线放置一个均匀带电细杆MN ，如图所示则金属球上感应电荷所产生的电场在球内直径上a 、b 、c 三点的场强大小E a 、E b 、E c 的大小关系为()A .E a 最大B .E b 最大C .E c 最大D .E a =E b =E c答案:C4.B 如图所示，Q 为一带正电的点电荷，P 为原来不带电的枕形金属导体，a 、b 为导体内的两点.当导体P 处于静电平衡状态时()A .a 、b 两点的场强大小E a 、E b 的关系为E a >E bB .E a 、E b 的大小关系E a =E b =0C .感应电荷在a 、b 两点产生的场强大小E a ′和E b ′的关系是E a ′>E b ′D .感应电荷在a 、b 两点产生的场强大小E a ′和E b ′的关系是E a ′=E b ′ 答案:BC5.B 如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P 缓缓靠近(不相碰).下列说法中正确的是()A .B 端的感应电荷越来越多B .导体内场强越来越大C .导体的感应电荷在M 点产生的场强恒大于在N 点产生的场强D .导体的感应电荷在M 、N 两点产生的场强相等 答案:AC6.C 如图，在两个固定电荷+q 和-q 之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点.在达到静电平衡后，各点的电势分别为φ1、φ2、φ3、φ4，则( )A .φ4>φ3>φ2>φ1B .φ4=φ3>φ2=φ1C .φ4<φ3<φ2<φ1D .φ4=φ3<φ2=φ1答案:B二、填空题(每空6分，共30分)7.B 如图所示，带电荷量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷a 与b 相距L ，在a 与b 间放置一个原来不带电的导体P .当导体P 处于静电平衡状态时，感应电荷在a 、b 连线的中点c 处(c 在导体P 内)产生的电场强度大小为______，方向为______ 答案:28L kQ ;沿ba 连线向左8.B 如图所示，a 为一带电荷量q =1.0×10-5C 的正点电荷，b 为一原来不带电的导体，c 、d 为导体b 内的两点，这两点到点电荷a 的距离都等于10cm .当导体b 处于静电平衡状态时，导体内的感应电荷在c 点和d 点产生的场强大小分别为E c =______N ／C ，E d =______N ／C .请在图中画出感应电荷在c 、d 两点产生的场强的方向.答案:9×106;9×106;图略9.C 如图所示，处于静电平衡状态下的导体内部有a 、b 两点，则将某电荷从a 匀速移到b 的过程中，外力所做的功为______ 答案:0三、计算题(每小题17分，共34分)10.B 如图所示，长为L 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q 的点电荷放在距棒左端R 处，当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内距右端L 31处产生的场强大小为多少? 答案:2)32(9R L kq E E +=='11.C 如图所示，空间存在一方向竖直向下的匀强电场.长L =0.5m 的绝缘细线一端固定于电场中的O 点，另一端系一带电荷量q =+4×10-5C 、质量m =0.1kg 的小球在竖直平面内做圆周运动已知当小球以速率v =4m ／s 通过最高点A 时，绝缘细线中的张力为2N ，求匀强电场的场强大小(取g =10m /s 2)答案:带电小球在最高点受到重力G ，拉力T ，电场力qE ，由牛顿运动定律得C N E Lv m T qE mg /105,32⨯==++。
静电现象的应用(教案)
第7节静电现象的应用【教材分析】本节课要学的内容静电感应现象指的是在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷，其核心是导体内部处处场强为零,理解它关键就是要假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果，即E0+ E′=0 （E′与E0大小相等，方向相反）。
教学的重点是内部场强处处为零，解决重点的关键是好好理解感应电场。
【教学目标】教学目标了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象；理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点；了解静电屏蔽现象及其应用。
着重理解静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布、电势等。
目标解析导体内部处处场强为零。
假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果，即E0+ E′=0 （E′与E0大小相等，方向相反）。
【知识与技能】1、了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
2、了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3、了解尖端放电和静电屏蔽现象【过程与方法】通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。
【情感态度与价值观】体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平,培养学生的理论联系实际能力、科学探索精神。
【教学重难点】1、静电场中静电平衡状态下导体的特性；2、运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因【教学重难点】★教学重点：电荷守恒定律★教学难点：感应起电的原理及运用【课时安排】1课时【教学过程】★重难点一、静电平衡状态下导体的电场★一、静电平衡状态下导体的电场1．静电感应现象现象解释：将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中，导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用，除了做无规则热运动，自由电子还要向电场玩的反方向作定向移动，图1—4一l（a）所示，并在导体的一个侧面集结，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷图l 一4—1（b）所示。
《静电现象的应用》 作业设计方案
《静电现象的应用》作业设计方案一、作业目标1、帮助学生深入理解静电现象的原理及其在实际生活和生产中的应用。
2、培养学生观察、分析和解决问题的能力，提高学生的科学素养。
3、激发学生对物理学科的兴趣，增强学生对科学知识的应用意识。
二、作业内容1、知识回顾（1）让学生回顾静电产生的原因，如摩擦起电、感应起电等。
（2）复习静电的性质，如电荷的吸引和排斥、静电场的分布等。
2、实际应用案例分析（1）静电复印让学生了解静电复印的工作原理，包括充电、曝光、显影、转印和定影等步骤。
分析静电在每个步骤中所起的作用，例如充电使感光鼓表面带上均匀的电荷，曝光使感光鼓表面形成静电潜像等。
（2）静电除尘介绍静电除尘的装置和工作流程。
解释静电如何使灰尘颗粒带电并被吸附到电极上，从而达到除尘的效果。
（3）静电喷漆阐述静电喷漆的原理和优点。
探讨静电在提高喷漆效率和质量方面的作用。
3、实验探究（1）制作简易静电发生器提供材料和步骤，让学生自己动手制作一个简单的静电发生器，如摩擦起电机。
要求学生观察并记录产生静电的现象和效果。
（2）静电吸附实验准备一些小纸屑和带电的物体（如塑料棒摩擦后带电），让学生进行静电吸附小纸屑的实验。
引导学生思考如何改变实验条件来增强或减弱静电吸附的效果。
4、拓展阅读提供一些关于静电现象应用的科普文章或视频链接，让学生自主阅读和观看，拓宽知识面。
5、问题思考与讨论（1）在干燥的冬天，我们经常会受到静电的“电击”，如何避免这种情况的发生？（2）静电在某些情况下可能会引发火灾或爆炸，讨论在哪些场所需要特别注意静电的防范。
三、作业形式1、书面作业（1）完成一份关于静电现象应用的知识总结，包括原理、应用案例和自己的理解。
（2）解答与静电现象应用相关的练习题，巩固所学知识。
2、实践作业（1）按照实验探究的要求完成实验，并撰写实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验现象、结果分析等。
（2）拍摄实验过程的照片或视频，与同学分享。
静电现象的应用教案
课题§ 1.7静电现象的应用教案课型新授知识与技能三维1、认识静电感应，知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。
2、知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体目标的外表面上；3、知道静电屏蔽现象及其应用。
过程与方法：通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。
态度情感价值观：重点难点通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。
1•静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布等是重点。
2•运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因是难点。
(一)复习提问，引入新课1思考与讨论：(1)金属导体的微观结构如何？(2)自由电子怎样移动？(3)自由电子会在什么地方积聚？(4)电子的积聚会出现怎样的结果?(5)最终会出现怎样的现象？电场中的导体2、问题：当我们把导体放入电场中，导体上的自由电荷处于电场中将受电场力作用，这时的导体与无电场时的导体相比有什么不同特征？引导学生分析.总结：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质.二、新课内容：(一)静电感应1、演示实验静电感应现象静电感应现象：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷，这种现象叫静电感应现象.当外电场撤掉，导体两端电荷又中和，可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零.将不带电的导体置于电场中时，导体那自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布•重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，该电场与外电场叠加，使导体内部的电场减弱，只要内部场强不为零，导体两面的正负电荷便继续增加，导体的内部电场就会继续削弱，直至导体内部的合场强都等于零的时候为止，这时导体内自由电子不再发生定向移动.导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态.总结：①静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态.②特征：导体内部处处场强为零•在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的特点.A£DA£亠4—•丿十1-t D2、强调：处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零•而且处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上•这是为什么呢？为了验证这一点，可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动.（二）、静电现象的应用1尖端放电1）、演示尖端放电导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。
高中物理静电现象的应用教案
高中物理静电现象的应用教案学科：物理年级：高中课时：1课时教学目标：1. 了解静电现象的基本概念及其应用；2. 掌握静电现象在日常生活中的应用；3. 能够在实际问题中灵活运用静电现象。
教学重点：1. 静电现象的应用；2. 举例说明静电现象在日常生活中的应用。
教学难点：1. 理解静电现象在具体应用中的作用；2. 运用静电现象解决实际问题。
教学准备：1. 教材：教科书《物理》；2. 实物：玻璃棒、塑料棒、气球等；3. 图片或视频资料：与静电现象的应用相关的图片或视频。
教学流程：Step 1：导入（5分钟）教师通过展示实物或者图片引入静电现象的概念，引发学生对静电现象的兴趣。
Step 2：讲解（10分钟）教师简要介绍静电现象的基本概念，并通过举例说明静电现象在日常生活中的应用，如静电吸附、静电除尘等。
Step 3：案例分析（15分钟）教师提供一个实际问题，让学生运用静电现象来解决问题，引导学生思考静电现象在生活中的应用。
Step 4：小结（5分钟）教师对本节课的内容进行小结，强调静电现象在日常生活中的重要性和应用价值。
Step 5：作业布置（5分钟）布置相关作业，要求学生进一步了解静电现象的应用，并结合实际情况举例说明。
教学反思：通过本节课的教学，学生能够深入了解静电现象在日常生活中的应用，并能够灵活运用静电现象解决实际问题。
同时，通过案例分析和讨论，激发了学生对物理知识的兴趣和学习动力。
在今后的教学中，应该进一步拓展静电现象的应用领域，增强学生的实际操作能力和创新思维。
静电现象的应用教学设计
静电现象的应用教学设计摘要：本文以“静电现象的应用”为主题，探讨了如何进行静电现象的教学设计。
通过详细介绍相关实验、案例和练习，旨在提高学生对静电现象的理解和应用能力。
整个教学设计以启发式学习为核心，注重培养学生的观察、实验和解决问题的能力。
通过引入实际生活中的例子和相关技术应用，增加学生对静电现象的兴趣和学习动力。
希望通过这篇教学设计，能够促进学生对静电现象有更深入的认识，并能够将所学知识应用于实际生活。
关键词：静电现象，教学设计，实验，案例，练习1. 引言静电现象是物理学中的一门重要内容，也是中学物理课程中的基础部分。
掌握了静电现象的基本原理和应用，不仅能够帮助学生理解物理学的其他内容，更能够使他们在实际生活中应用所学知识。
因此，本教学设计旨在通过实验、案例和练习等方式，提高学生对静电现象的理解和应用能力。
2. 实验设计首先，在教学过程中引入实验是非常重要的。
通过实验，学生能够直观地感受到静电现象的产生和作用。
下面介绍一个简单的实验设计，帮助学生更好地了解静电现象。
实验1：金属勺子吸水材料：- 塑料球（橡胶或塑料制成）- 金属勺子- 水步骤：1. 将金属勺子放置在桌面上，使其与桌面横着接触。
2. 将塑料球握在手上并擦拭约10次，然后将其靠近金属勺子。
3. 观察金属勺子是否能够吸附水。
实验结果：当塑料球靠近金属勺子时，金属勺子表面会产生静电，这种静电作用会使水分子被勺子吸附。
通过这个实验，学生可以亲自动手进行操作，观察和记录实验结果。
在实验过程中，可引导学生思考静电现象的产生和作用，并与实验结果进行比较和总结。
3. 案例分析除了实验，引入案例分析也是提高学生对静电现象理解的有效方法。
通过实际生活中的案例，学生能够更加直观地感受到静电现象的应用。
下面是一个案例分析的示例：案例：静电除尘器静电除尘器是一种常见的家用电器，它利用静电吸附原理，将空气中的尘埃和细菌吸附并清洁空气。
它由一个带电的集尘板和一个接地板组成。
静电现象的应用(导)学案
1.7《静电现象的应用》学案学时：1学时一、学习目标1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，能说出处于静电平衡的导体的特征；2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点；3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
二、学习重点和难点1．掌握静电平衡的概念，理解导体处于静电平衡状态的特征是本节学习的重点。
2．应用静电平衡的知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象是本节学习的难点。
三、自主学习过程任务一：请你回忆复习以下内容：1．电场的重要性质是：对放入其中的电荷作用。
2．金属导体的微观结构：金属导体中原子由和组成，离原子核较远的电子往往会脱离而在金属中自由活动，成为自由电子，失去这种电子的原子便成为带电的离子。
3．把金属导体放入电场中，导体上会出现：呈电中性状态的金属导体放入静电场中，导体内受到与场强方向相反的电场力的作用而向场强的反方向定向移动。
两端出现不同的电荷分布。
任务二：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，能说出处于静电平衡的导体的特点；阅读教材“静电平衡状态下导体的电场”并观察图1．7-1：1．静电感应：导体内在电场力作用下重新分布，使导体两端出现的现象叫静电感应。
静电感应现象的实质是_________________________。
2．静电平衡状态：导体（包括表面）中时的状态叫静电平衡状态。
静电平衡的条件是：。
静电平衡的特点是：①；②；③。
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一静电平衡时，导体上的电荷分布的特点：①；1．请你阅读课本26页和后回答：问题：尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理有何应用？2．静电屏蔽现象导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部的影响，这种现象称为静电屏蔽。
①封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响；如壳内无带电体而壳外有电荷q，则静电感应使壳外壁带电。
静电现象的应用学案
1.7 静电现象的应用学案[学习任务]1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，能说出处于静电平衡的导体的特征；2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点；3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
[重点难点]重点：静电现象的应用难点：静电感应现象的解释[知识回顾]1. 电场的性质：2．静电感应：导体内在电场力作用下重新分布，使导体两端出现的现象叫静电感应。
静电感应现象的实质是_________________________。
[学习过程]一静电平衡条件1金属导体在电场中自由电子会怎样移动2电子的聚集会出现怎样的结果？3电子是否会永远这样定向运动下去？4最终会出现怎样的现象？5静电平衡条件二、静电平衡状态下导体的特点1、导体电势特点A、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强。
B、处于静电平衡状态的整个导体是，它的表面是。
C、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
2、导体电荷分布特点A、导体内部,其电荷只分布在,凹陷的地方几乎没有电荷.B、在导体表面,越尖锐的位置,电荷密度越大,外部场强也越强三. 尖端放电1、什么是空气的电离2、尖端放电的原理是什么？3、尖端放电的原理有何应用？四、静电屏蔽如图所示，先使A带电，然后移近验电器B，由于静电感应，B的金属箔片张开；若把B置于金属网罩中，发现B的金属箔片并不张开．1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强。
因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽。
2、两种情况：①金属内部空间对壳外部电场_________影响②接地的封闭导体壳（或金属网）内部电场对壳外空间____________影响五静电现象的应用与防止(1)应用：为了防止外界信号的干扰，静电屏蔽被广泛地应用于科学技术工作中．许多电子仪器外面都套着金属罩；通讯电缆外面包着一层铅皮；高压带电作业人员穿金属网衣；又如电话线从高压线下经过，为了防止高压线对电话线的影响，在高压线与电话线之间装一金属网等，这些都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施．(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．六、静电现象的其他应用1．静电除尘2．静电植绒3．静电喷涂4．静电分选5．静电复印自主检测长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向为________．图1。
3.1.7 静电现象的应用 学案
3.1.7 静电现象的应用学案一、静电平衡状态下导体的电场1．静电平衡状态：导体中(包括表面)________不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态．2．静电平衡状态下导体的特点：(1)处于静电平衡状态的导体，内部____________处处为零．(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个________，它的表面是一个等势面．(3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面________．二、导体上电荷的分布1．处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在________．2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)________，凹陷的位置________电荷．三、尖端放电1．电离：使空气分子中的________分离，这种现象叫做空气的电离．2．尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的____________很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的____________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的电荷________，这相当于尖端________电荷，这种现象叫做尖端放电．3．应用与防止：①应用：________；②防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电．四、静电屏蔽导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的____________也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会____________导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽．一、静电平衡状态下导体的电场[问题情境]当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象．这种定向移动是无休止的吗？电荷的移动对导体内部的电场有何影响？1．自由电子定向移动的原因是什么？2．此处涉及到几个电场？它们分别是来自哪里？3．什么是静电平衡状态？为什么处于静电平衡状态的导体是等势体，它的表面是等势面？[要点提炼]1．处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为______．2．处于静电平衡状态的整个导体是个________，它的表面是个________．二、导体上电荷的分布[问题情境]在课本“研究空腔导体内表面的电荷”的演示实验中，甲、乙图对应的操作步骤有何不同？得出怎样的结论？[要点提炼]2．静电平衡时，电荷在导体表面的分布是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷的密度越________，其附近的场强也越________．三、尖端放电静电屏蔽[问题情境]1．导体的尖端与空气的电离有什么关系？2．尖端放电是不是电荷都从导体尖端跑到空气中去了？3．简述避雷针的避雷原理？4．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？5．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？例1长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向为________．点拨与技巧(1)解决此类问题通常根据静电平衡原理、感应电荷产生的场强E′与原场强E0关系，把求感应电荷的场强转化为原来的场强．(2)注意：E′与E0关系是等大反向，合场强为零，解题首先要弄清求的是感应电荷的场强还是合场强．变式训练1如图所示，在孤立点电荷＋Q形成的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)．例2如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是()A．E a>E b>E c，φa>φb>φcB．E a＝E b>E c，φa＝φb>φcC．E a＝E b＝E c，φa＝φb>φcD．E a>E c>E b，φa>φb>φc点拨与技巧本题应先找出原电场，再找出哪是电场中的导体，然后由本节知识求解．变式训练2如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()A．C棒的电势一定高于D棒的电势B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分【即学即练】1．下列关于静电感应和静电平衡的说法中，正确的是()A．静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果B．导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡C．导体静电平衡时，导体所占空间各处场强均为零D．导体静电平衡时，导体内部将没有“净”电荷2．某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地3．一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部的场强()A．一定增强B．不变C．一定减弱D．可能增强也可能减弱4. 如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是()A．B端的感应电荷越来越多B．导体内场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等参考答案课前自主学习一、静电平衡状态下导体的电场答案 1.自由电子 2.(1)场强 (2)等势体 (3)垂直二、导体上电荷的分布答案 1.外表面 2.越大 几乎没有三、尖端放电答案 1.正负电荷 2.电场 带电粒子 吸引 中和 失去 3.避雷针四、静电屏蔽答案 场强 深入核心知识探究一、静电平衡状态下导体的电场[问题情境]答案 1.电子受外加电场的电场力作用而移动．2．这里有两个电场，它们分别是外加的电场和导体内部自由电子定向移动后产生的电场．3．在课本“静电平衡状态下导体的电场”中找答案．[要点提炼]答案 1.零 2.等势体 等势面二、导体上电荷的分布[问题情境]答案 两图中D 接触了圆筒C 的不同部位． 圆筒内部无电荷．[要点提炼]答案 1.外表面 2.大 强三、尖端放电 静电屏蔽[问题情境]答案 1、2、3答案见课本“尖端放电”部分．4．空心部分场强为零．5．静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”的原理对导体内部起到屏蔽作用的．解题方法探究例1 答案 kq (R ＋L 2)2 水平向左 解析 达到静电平衡后的导体棒，其内部合场强处处为零，此合场强为点电荷q 和导体棒上感应电荷分别在O 处产生的场强的矢量和，因此两场强应大小相等、方向相反．欲知感应电荷在O 处产生的场强大小，只需求q 在O 处的场强，该场强的大小E ＝kq (R ＋L 2)2，方向水平向右．所以，感应电荷在O 处产生的场强大小E ＝kq (R ＋L 2)2，方向与q 在O 处的场强方向相反，即水平向左．变式训练1 答案 如图所示. 解析 圆盘A 处于静电平衡状态，因此内部各点的合场强都为零，即圆盘A 内的每一点处，感应电荷产生的电场强度都与点电荷＋Q 在那点产生的电场强度大小相等、方向相反． 例2 答案 D＞φc；由电场线疏密可看出E a＞E c＞E b.处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是一个等势体，但其电势并不一定为零．变式训练2答案ABD解析由右图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为φA＞φC＞φD＞φB.当用导线将C棒的x端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了．当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处，如果把带正电的A球移走，接地的B球上的负电荷才全部流入大地．【即学即练】1．答案AD解析静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用而发生定向移动，最后达到稳定状态，选项A正确；达到静电平衡后，自由电子不再定向移动，但是仍然做无规则的热运动，选项B错误；处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面上，内部没有“净”电荷，选项D正确；导体静电平衡时，内部场强为零，但表面场强不为零，选项C错误．2．答案D解析为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机(焊缝用)产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．3．答案B解析处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故选项B正确．4.答案AC解析在绝缘导体向带电小球移动过程中，导体中电荷受到外电场的作用力变大，使电荷不断定向移动，故选项A正确．由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部场强应等于零，故选项B错误．要使合场强等于零，感应电荷在M、N两端的场强应与带电小球P在M、N两端产生的场强大小相等、方向相反，由E＝kQr2可知选项C正确、D错误.。
《静电现象的应用》 作业设计方案
《静电现象的应用》作业设计方案一、作业目标1、帮助学生深入理解静电现象的原理和特点。
2、培养学生运用静电知识解决实际问题的能力。
3、激发学生对物理学科的兴趣，提高学生的科学素养。
二、作业内容1、知识回顾（1）让学生回顾静电产生的原因，如摩擦起电、感应起电等。
（2）复习静电的基本性质，如同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
2、实际应用案例分析（1）静电除尘介绍静电除尘的工作原理，让学生了解带电粒子在电场中的运动规律。
布置问题：计算在一定电场强度下，灰尘颗粒所受到的电场力大小。
（2）静电复印讲解静电复印的步骤，包括充电、曝光、显影、转印和定影等。
要求学生分析每个步骤中静电现象的作用。
3、实验设计（1）设计一个简单的静电实验，如用塑料尺摩擦头发后吸引碎纸屑，并记录实验现象和结果。
（2）让学生思考如何改进实验，以更明显地展示静电现象。
4、生活中的静电现象观察（1）鼓励学生观察生活中常见的静电现象，如冬天脱毛衣时的火花、触摸金属门把时的电击等。
（2）要求学生分析这些现象产生的原因，并提出避免或利用这些静电现象的方法。
5、拓展阅读提供一些关于静电在高科技领域应用的文章，如静电在半导体制造、静电喷雾等方面的应用，让学生拓宽知识面。
三、作业形式1、书面作业（1）完成上述计算和分析问题，以书面形式提交。
（2）撰写一篇关于静电现象在生活中利弊的短文。
2、实践作业（1）进行实验设计并实际操作，拍摄视频或照片记录。
（2）观察生活中的静电现象，制作简单的观察报告。
3、小组作业（1）分组讨论静电复印的原理和改进方案，并进行展示。
（2）共同收集关于静电应用的最新研究成果，制作成手抄报。
四、作业难度分层1、基础层主要完成知识回顾和简单的计算分析问题，以及一些常见静电现象的观察和解释。
2、提高层进行较复杂的实验设计和原理分析，如探究不同材料摩擦产生静电的差异。
3、拓展层阅读拓展材料，了解前沿的静电应用技术，并尝试提出自己的见解和想法。
静电现象的应用(导)学案
1.7 静电现象的应用学案【自主学习】一、静电平衡状态导体中（包括表面）没有电荷的状态，叫做静电平衡状态。
二、导体上电荷的分布1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的。
2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度。
三、静电现象的应用1．尖端放电：带电导体尖端附近的电场很强，可使尖端附近的空气发生而产生放电现象。
2．静电屏蔽：电场中的导体由于静电感应，使得导体内部的合场强为，相当于外部电场影响不到导体内部，好像是外部电场被金属外壳“遮挡”住了，这种现象叫做静电屏蔽。
定向移动外表面越大电离零例题1：如图所示，不带电的导体B在靠近带正电的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )A．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电B．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电C．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电D．若用导线将P端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电解析：用导线将Q接地后，导体B与地球构成一个大导体，其距A较近的为P端，仍带感应负电荷；其距A较远处，不再是Q端，而是地球，将感应出正电荷；而Q端成为大导体的中间部分将不会有感应电荷。
所以，导体B将带负电荷。
答案：A反馈训练1：在下列措施中，哪些能将产生的静电导走( )A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片 D．电工钳柄装有绝缘套例题2：如图所示，在真空中把一个导体向带负电荷的小球慢慢靠近(不接触)，下列说法正确的有( )A．B端的感应电荷越来越多B．导体内的电场强度越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等解析：注意这是讨论静电感应带电体与导体慢慢靠近的过程，要注意电荷的动态运动，由场强叠加的原理可知B端感应电荷越来越多，A对；导体内场强为零，B错；因M点距离P较近，原场强大，感应电荷的场强与原场强叠加为零，所以感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强。
【物理】2020届一轮复习人教版静电现象的应用学案
7 静电现象的应用[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点.2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因.科学探究：1.观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识进行分析推理的方法.2.查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用.科学思维：会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强.一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布1.静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态.2.静电平衡状态的特征：(1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0.(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面.3.导体上电荷的分布：(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面.(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷.二、尖端放电和静电屏蔽1.空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象.2.尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象.尖端放电的应用与防止：(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.3.静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫做静电屏蔽. 静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.判断下列说法的正误.(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.(√)(2)静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态.(×)(3)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地.(×)(4)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开.(×)(5)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零.(√)一、静电平衡状态下的导体如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？答案(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动.(2)不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止.1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′.2.孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.3.处于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面，所以导体表面的电场线应与导体表面垂直.例1长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示.当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________.图1答案4kq(2R＋l)2向左解析导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任意一点都受两个电场的影响，即外电场(＋q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E′)，达到静电平衡状态时E ′＝－E 0.题中所求的即为E ′，E ′＝－E 0＝－kq (R ＋l 2)2＝－4kq(2R ＋l )2，负号代表E ′和E 0方向相反，即方向向左.点拨：求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法是： (1)先求出外电场场强E 外的大小和方向.(2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E 合＝0. (3)由E 外＋E 感＝0，求出感应电场E 感的大小和方向.针对训练1 (多选)如图2所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A 为金属板内的一点，B 为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A 点和B 点的场强方向判断正确的是( )图2A.感应电荷在A 点的场强沿E 1方向B.感应电荷在A 点的场强沿E 2方向C.感应电荷在B 点的场强可能沿E 3方向D.感应电荷在B 点的场强可能沿E 4方向 答案 BC解析 金属板内的电场强度处处为0，则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反向，即感应电荷在A 点的场强沿E 2方向，选项B 正确；金属板表面的电场强度垂直表面向外，即为感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强，则感应电荷在B 点的场强可能沿E 3方向，选项C 正确.[学科素养] 静电平衡是外部电荷电场与感应电荷电场叠加的总体效果，通过分析以上两个题目，锻炼了学生的思维能力，体现了“科学思维”的学科素养.二、导体上电荷的分布静电平衡时，导体上的电荷分布有：(1)净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷.(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图3甲所示. (3)净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示.甲乙图3例2如图4所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是()图4A.只有球壳外表面带正电B.球壳的内表面带负电，外表面带正电C.球壳的内、外表面都带正电D.球壳的内表面带正电，外表面带负电答案 A解析小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错.针对训练2(多选)如图5所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()图5A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C.用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触D.使验电器A靠近B答案BCD解析A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；B项中可以使取电棒带电，从而使A带电；C项中用带绝缘外皮的导线实际上是将验电器A和C连成了一个导体，A因接触而带电；D项中是感应起电.所以B、C、D项正确.三、尖端放电静电屏蔽(1)避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？答案(1)导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正、负电荷分离.这个现象叫做空气的电离.中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子.这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子.那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷.(2)空心部分场强为零.静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为0，自由电子不发生定向移动.1.静电屏蔽的实质静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零.2.静电屏蔽的两种情况导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用最终结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体例3如图6所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B接触，达到静电平衡状态后，则()图6A.B的空腔内电场强度为零B.B不带电C.B的外表面带正电D.B的内表面带负电答案 D解析因为金属壳的外表面接地，所以外表面无感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电，D对，B、C错；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，由电场叠加知，电场线的方向由A指向B，所以空腔内电场强度不为零，A错.针对训练3(2018·北大附中高二月考)如图7所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为()图7A.E a>E b>E c>E dB.E a>E c＝E d>E bC.E a>E c>E d>E bD.E a<E b<E c＝E d答案 C解析当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零.画出电场线的大致分布如图所示.由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b，C正确.1.(静电屏蔽)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险答案 B解析电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误.塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确.小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误.打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误.2.(尖端放电现象的应用与防止)下列应用与防护不属于尖端放电现象的是()A.一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑B.一般马路表面建造的很平滑C.夜间高压线周围会出现一层绿色光晕D.一般高楼大厦顶部装有避雷针答案 B解析马路表面建造的很平滑与静电无关，A、C、D属于尖端放电现象，故选B.3.(静电平衡的理解)(2018·庆阳一中高二期中)在点电荷－Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强E A′和E B′的方向在下列几个选项对应的图中最有可能的是()答案 C解析金属球达到静电平衡后，金属球内各点的合场强为零，感应电荷产生的电场强度与点电荷－Q产生的电场强度大小相等、方向相反，点电荷－Q在A点产生的场强方向指向－Q，则感应电荷在A点激发的附加场强背离－Q；因球处于静电平衡时，球面是等势面，电场线与等势面垂直，故在B点的合场强方向沿OB方向指向球外，而－Q在B点产生的场强方向指向－Q，根据矢量合成可得球面的感应电荷在B点产生的场强方向；综上所述只有选项C最有可能.4.(导体的电荷分布)一带有绝缘底座的空心金属球壳A带有4×10－8C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图8所示，则A、B带电荷量分别为()图8A.Q A＝＋1×10－8C，Q B＝＋1×10－8CB.Q A＝＋2×10－8C，Q B＝0C.Q A＝0，Q B＝＋2×10－8CD.Q A＝＋4×10－8C，Q B＝－2×10－8C答案 B解析B与A接触后，负电荷全部分布在外表面，内壁电荷量为零，故B带电荷量为零，A带电荷量为正、负电荷中和后的电荷量，即Q A＝＋2.0×10－8C，故选B.5.(静电平衡状态导体特点)(2018·江苏单科)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图9所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()图9A.A 点的电场强度比B 点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力所做的功不同 答案 C解析 由电场线的疏密表示电场强度大小可知，A 点的电场强度比B 点的小，A 项错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，B 项错误；容器的内表面为一等势面，内表面处各点场强的方向与等势面垂直，C 项对；容器内表面为等势面，在等势面上移动电荷，电场力不做功，D 项错误.6.(感应电荷场强的计算)如图10所示，点电荷A 和B 带电荷量分别为＋3.0×10－8 C 和－2.4×10－8C ，彼此相距6cm.若在两点电荷连线中点O 处放一个半径为1cm 的金属球壳，求球壳上感应电荷在O 点处产生的电场强度.(静电力常量k ＝9×109N ·m 2/C 2)图10答案 5.4×105N/C ，方向由O 指向A解析 ＋q 1在O 点的场强大小为E 1＝k q 1(d 2)2＝3×105N/C ，方向由O 指向B ；－q 2在O 点的场强大小为E 2＝k q 2(d 2)2＝2.4×105N/C ，方向由O 指向B ；设感应电荷在O 点处产生的场强大小为E 3，由静电平衡条件知E 3＝E 1＋E 2＝5.4×105 N/C ，方向由O 指向A .。
静电现象的应用学案
静电现象的应用学案7、静电现象的应用课前预习学案一、预习目标我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象?二、预习内容电场的重要性质是_____________________________________.导体的重要特征是_________________________________.静电感应现象:____________________________________________ 静电感应现象的实质是_________________________尖端放电的原理是_______________________________.尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？静电有哪些应用？哪些地方应该防止静电？三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标理解静电感应现象,知道静电平衡条件；理解静电屏蔽二、学习过程静电平衡状态下的电场静电平衡条件：导体达到静电平衡特点：①②③尖端放电解释：应用：静电屏蔽理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽两种情况：①金属内部空间不受壳外部电场的影响②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响探究：生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？三、反思总结静电平衡的特点。
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个。
这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。
四、当堂检测如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q 的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?课后练习与提高如图所示，把一个带正电的小球放人原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？参考答案课前预习学案二、预习内容对放入其中的电荷有力的作用。
静电现象的应用 学案
人教版选修3-1第一章第7节《静电现象的应用》学案武汉市吴家山中学杜俊学习目标（1）理解什么是静电平衡状态及处于静电平衡状态下的导体特征；（2）知道处于静电平衡状态下的导体上电荷分布规律；（3）理解电离现象及尖端放电；（4）理解静电屏蔽及其相关应用。
温故知新【实验】用感应起电机对两平行金属板充电，使两板带等量异种电荷，将表面用铅笔涂黑的乒乓球用细线悬挂放入两板之间，观察实验现象。
实验现象：_____________________________________现象释义：________________________________________。
课内探究一、静电平衡将两板之间放一顶部有小孔的空心球壳，乒乓球通过小孔放入空心球壳内，再次使两板带上等量异种电荷，观察现象。
实验现象：____________________________________________________________________________________理论探究：处于匀强电场中的导体，自由电荷如何移动？内部电场与各点电势有何特征？1、静电平衡状态：_________________________________2、处于静电平衡状态下的导体：（1）导体内部电场：__________________________（2）导体上各点电势：______________________________________________________________________【思考与讨论】长为L的金属棒原来不带电，将一带电量为Q的正的点电荷放在距导体棒左端R处且与棒在同一直线上。
则：（1）导体棒内中点O处场强大小为____________；（2）导体棒上感应电荷在O点的场强大小为____________________，方向：________________________。
（3）电场中A、B、C、D、O电势的高低：__________________________。
《静电现象的应用》学案1
物理选修3—1第一章静电场班级：姓名：使用时间09.9.25星期三第七节静电现象的应用课型：新授课制作人：于凤雁审核：高08级物理备课组Array 1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3．知道静电屏蔽及其应用4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程重点静电平衡状态电场中导体的特点解决问题的方法推理归纳法、问题解决法、实验法1．电场的基本特性：2．金属导体的特征：由做热振动的和做无规则热运动的组成3．静电感应现象指4．静电感应现象的实质是1.放在电场中的导体是怎样达到静电平衡的？2.达到静电平衡状态的导体有什么特点？3.导体上的电荷是如何分布的？怎样证明与分析？4.什么是尖端放电？为什么会发生尖端放电？5.什么是静电屏蔽？它有什么应用？【探究一】静电平衡状态下导体的电场是怎样的？1．问题：一个不显电性的金属中性导体放在电场中为何两端又能显示出电性呢？引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？金属导体内部有电场吗？2．理论分析：3．结论：4．如图在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？若将导体接地则情况如何？左端接地呢？5．静电平衡的特点：⑴内部场强（如果不满足则自由电子将直至 ____ ）⑵导体的表面是，整个导体是Array【探究二】导体上电荷的分布演示法1.拉第圆筒实验2．结论：净电荷分布在导体导体表面附近电场线与表面导体尖端处电荷密度3．理论分析：理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面反证法：若内部有自由电荷，则内部场强，导体就不是处于静电平衡状态4．静电平衡时导体周围电场分布：上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线（为什么）【探究三】尖端放电1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？【探究四】静电屏蔽1、空腔导体的特点：净电荷只分布在，内表面，空腔内没有电场2、静电屏蔽:外部电场对内部仪器没有影响若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小3、应用:电学仪器和电子设备外面套有金属罩通信电缆版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收信号弱〖例题〗如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强：A．E A≠0 ，E B =0 ，E C =0B．E A≠0 ，E B ≠0 ，E C =0C．E A≠0 ，E B≠0 ，E C ≠0D．E A=0 ，E B ≠0 ，E C =0〖针对练习1〗如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：A．A球带正电，B球带负电B．A球带正电，B球不带电C．A球不带电，B球带负电D．以上说法都不正确〖针对练习2〗长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小，方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
静电现象的应用学案导学
教学目标
1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件；
2、理解静电屏蔽
重点难点
重点：静电现象的应用
难点：静电感应现象的解释
预习导引
我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象?
创设情景
将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，见课本P24图1．7-1,分析自由电子在电场中的移动情况
自主学习
1、理解静电平衡
2、研究静电平衡时导体内部的电荷
3、理解尖端放电
4、理解静电屏蔽
建构新知
一、静电平衡状态下的电场：
1、静电平衡条件：
2、导体达到静电平衡特点：
①
②
③
二、尖端放电
1、解释：
2、应用：
三、静电屏蔽
1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽
2、两种情况：①金属内部空间不受壳外部电场的影响
②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响
回顾小结
本节课主要学习有静电平衡知识,静电平衡特点要掌握,静电屏蔽,尖端放电要有所了解.
四、探究：
生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？
五、学后反思：
六、你对学案的意见：
课后作业:
1.带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距为R ，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何?
2.如图所示,在孤立点电荷+Q 的电场中,金属圆盘A 处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示,要求严格作图)
＋
Q -Q O · . +Q . A。