高中物理第一章第7节静电现象的应用导学案(含解析)新人教版选修3-1

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高中物理 1.7 静电现象的应用学案1 新人教版选修31

高中物理 1.7 静电现象的应用学案1 新人教版选修31【学习目标】1.知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征。

2.知道处于静电平衡的导体上电荷的分布规律。

3.知道什么是尖端放电现象4.理解静电屏蔽现象的形成原因【学习重点】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的重点【学习难点】应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点是本节的难点。

【知识梳理】一、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，内部的场强处处为零。

B、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是等势面。

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、导体内部没有净电荷 ,其电荷只分布在导体的表面 ,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,外部场强也越强二、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金属内部空间对壳外部电场____有_____影响②接地的封闭导体壳（或金属网）内部电场对壳外空间_____不_______影响【典型例题】例1、人造纤维比棉纤易沾上灰尘，这是因为（ D ）A、人造纤维导电性好，容易沾上灰尘B、人造纤维导电性好，容易导走静电，留下灰尘C、人造纤维绝缘性好，不易除掉灰尘D、人造纤维绝缘性好容易积累静电，吸引灰尘例2：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O处产生的场强的大小为多大?答案 0例3：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？答案：不带例4把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（ A ）A. 球壳B的空腔中场强处处为零。

高中物理 1.7静电现象的应用学案导学新人教版选修3-1

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：①②③二、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。

物理人教选修3-1教学设计：1.7 静电现象的应用含解析

教学设计7 静电现象的应用本节分析本节是对静电感应的深入研究和具体应用．本节是这一章的难点，内容比较抽象，在生产生活中的涉及面广，但不是学习的重点．应用静电平衡知识,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的难点．学好本节的关键是做好静电实验，但静电实验的成功率低,一旦实验失败，将影响到学生的理解．本节也准备了实验的实录，播放录像同样具有说服力，但需要引导学生分析失败的原因．学情分析学生在学习本节之前已接触过静电平衡，静电平衡是一个很快的过程,学生可能观察不到明显的现象，所以理论讲解显得尤为重要．更重要的是通过演示，让学生见识这种现象，明白其中的奥妙．本节不是高考内容，但是与生活息息相关．为了更好地提高学生应用能力,建议让学生积极参与实验．教学目标错误!知识与技能（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电场强度处处为零．(3)知道静电屏蔽及其应用．错误!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．错误!情感、态度与价值观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．教学重难点错误!重点:静电现象的应用．错误!难点：静电感应现象的解释．教学方法推理归纳法、问题解决法、实验法．教学准备验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干等．教学设计(设计者：孙登照）教学过程设计1.金属导体的特征由做热振动的正离子和做无规则：在源电荷的电场中引入金3.静电平衡状态:导体(包括表面）中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态.4.静电平衡状态下导体的特点A、B、C点的带电情况点带点最多，凹槽内不带设计意图：通过实验，让学生了解电荷的分布情况．)尖端放电的应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施是一个或几个尖锐的金属棒，安净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场。

高中物理第一章第7节静电现象应用教案新人教版选修31

7．静电现象的应用教材分析本节教材是电场知识的应用。

静电平衡状态及静电平衡下的导体的特点及导体上电荷的分布情况是本节的重点。

教学中要重视两方面的处理：一是重视推理的过程，教学中务必使学生清楚地知道推理过程，这样才能做到不仅知道结论，而且知道这个结论是怎样得来的，以加深理解；二是重视实验和动画演示，使学生在理论和实际的结合中理解知识。

对静电屏蔽的讲解，同样需要使学生在理论和实际的结合中理解知识。

在使学生理解把导体挖空这个推理过程的同时要做好实验，让学生清楚地看到静电屏蔽现象。

学情分析学生已经学习了电场的根本知识，了解了电场的力的性质和能的性质，具备了学习本节内容的知识根底。

同时学生在日常生活中也了解一些关于静电现象应用的实例。

但由于本节内容较抽象，学生的感性认识较少，一些结论也较难理解，学生对静电现象的认识往往只停留在外表，会给本节内容的学习带来一定的影响。

设计思路?静电现象的应用?是本章的难点内容，概念规律非常抽象。

学生只有在老师的指导下参与探究全过程，才能深刻理解电平衡状态下导体的特点、规律。

克服思维定势的负迁移和主观臆断的不良倾向，培养学生认真严谨的科学探究品质。

本课题设计的另一思路旨在让学生认真讨论，积极参与，体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

培养学生学习物理的兴趣。

这也是新课改的重要内容。

本节教学设计的过程为：首先学生活动，对不带电的金属导体放入电场中发生静电现象的讨论；然后学生归纳，教师总结得出静电平衡状态下导体的特点。

最后通过例题稳固加深理解。

三维目标知识与技能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外表且内部场强处处为零；3．知道尖端放电、静电屏蔽及其应用。

过程与方法1．培养学生的观察能力，逻辑推理的能力，分析问题的能力；2．掌握分析和综合等思维方法。

情感态度与价值观1．使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义；2．渗透具体问题具体分析的方法。

高二人教版物理选修3-1导学案：1.7 静电现象的应用

17 静电现象的应用课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布的特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】1．静电平衡状态下导体的电场2．导体上电荷的分布3．尖端放电4．静电屏蔽【典例剖析】【例1】如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．【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【达标检测】1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是( )A．导体内部的场强处处为零B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是( )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3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是( )A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( )A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处电场方向由c指向b5．电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的，下列说法正确的是( )A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

【2021新版】人教版高中物理选修3-1导学案1.7静电现象的应用

第七节静电现象的应用课前预习【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．课后复习1.7：静电现象的应用一、单选题个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到( ) A．A放电B．B放电C．A、B一起放电D．A、B之间放电2．在下列措施中，不属于防止静电危害的是（）．A．油罐车后面要用一根铁链条拖在地上B．在印染厂中保持适当的湿度C．小汽车上有一根露在外面的小天线D．在地毯中夹杂0.05~0.07 mm的不锈钢丝导电纤维3．能产生静电的常用设备是（）．A．感应起电机B．发电机C．避雷针D．验电器4．下图为静电除尘的原理示意图，A为金属管，B为金属丝．在B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，因此排除的烟气就比较清洁了．有关静电除尘装置，下列说法正确的是（）．A．金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极B．金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极C．C为烟气的排气口，D为进气口D．以上说法都不对5．静电实验比较安全是因为（）．C．电流通过人体的时间较短D．物体所带电荷量较小6．下列做法中，属于预防静电危害的是（）A．静电喷漆B．在烟道的中央装有静电除尘器C．电视机上装有一条户外天线D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖一条铁链在地上7．每到夏季，南方各省纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电，下列说法正确的是（）①不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③使用带金属尖端的雨伞④在旷野，应远离树木和电线杆A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④8．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a，b，c三点的场强的大小分别为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 9．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（）。

人教版高二物理选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用导学案设计(含答案)

§1.7静电现象的应用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【探究二】导体上电荷的分布：演示法 1. 法拉第圆筒实验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若将球壳接地，则内外各不影响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当堂练习：〖基础达标〗1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( ) A ．都被原子束缚 B ．都集中在导体两端C ．都停止运动 D ．都停止定向移动+ ＿＿＿＋＋＋+－－＋＋＋－++2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( )A．一定增强 B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱 D不变3．一个带绝缘座的空心金属球A带有4×lO-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球和A球的内壁接触, 如图所示，则A、B各带电荷量为 ( )A．Q A=10-8C，Q B=lO-8C B．Q A=2×Lo-8C, Q B=OC．Q a=O，Q b=2×10-8C D．Q a=4×10-8C，Q B=－2×10-8C4．带电量分别为+Q和－Q的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为 ( )A．2kQ／r2 B．4kQ／r2+Q C．8kQ／r2 D．05．如图所示，在一个原来不带光的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体, A、B分别是球壳内、外的两点, C是金属内部一点，其电场分布是 ( )A．E A≠O, E B=O，E C=O B．E A≠O, E B≠O，E C=OC．E A≠O, E B≠O，E C≠O D．E A=O, E B≠O，E C=O6．将导体放入场强为E的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( )A．逐渐减小，直至大小为零 B．逐渐增大，直至大小为EC．先逐渐增大，后逐渐减小至零 D．始终等于零7．如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面是几乎封闭的金属圆筒C，并且B的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C 的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，不能使A带电，说明 ( )A．C是不带电的 B．C的内部不带电C．C的内部场强为零 D．以上说法均不对〖能力提升〗8．如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则( )A．A往左偏离竖直方向，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的位置均不变9．如图所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔中, 当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势U的关系是( )A．E a>E b>E c, U a>U b>U c B．E a=E b>E c, U a=U b>U cC．E a=E b=E c, U a=U b>U c D．E a>E c>E b, U a>U b>U c10．如图所示，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，下述正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点电势相等，且都小于零C．感应电荷在A、B产生的附加场强大小是//A BE=ED．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动11．如图所示，在负电荷A的电场中，导体B处于静电平衡时 ( )A．P端带正电，Q端带负电 B．P端电势高，Q端电势低C．P、Q两端电势相等 D．在导体B内部，场强从Q到P12．金箔验电器原来带有正电荷．现将某带电体靠近验电器时，金箔张角增大．说明该带电体带有_____．13.为防止静电的危害，不正确的措施是( )A．采用导电橡胶做飞机轮胎 B.纺织厂车间内保持空气干燥C.运油车的油罐用铁链与大地接触D.在地毯中夹一些导电纤维14．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为。

高中物理1.7静电现象的应用导学案新人教版选修3_1

1.7 静电现象的应用学习目标1．学生知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2．学生理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3．学生知道静电屏蔽及其应用4．学生经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程学习重点：静电平衡状态的特点及应用学习难点：静电平衡状态的特点及应用学习方法：推理归纳法、实验法相结合知识衔接：自主学习一、静电平衡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. 把导体放入电场中会产生什么现象?（1）自由电子怎样移动？（2）自由电子会在什么地方聚集？（3）自由电子的聚集出现什么样的结果？（4）最终会出现怎样的现象？4．静电平衡的特点：（1）内部场强（如果不满足则自由电子将直至 ____ ）（2）导体的表面是，整个导体是（3导体表面附近电场线与表面不会出现虚线电场线（为什么？）合作探究：二、导体上电荷的分布1.静电平衡的导体上的电荷是如何分布的？（1）净电荷分布在导体（2）导体尖端处电荷密度2.怎样分析电荷分布的两个特点？（1）（2）3.导体内部没有净电荷可以用实验验证吗？怎样做？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？四、静电屏蔽画出下列空间电场线分布： (1)不带电的金属球壳附近有正点电荷 (2)不带电的金属球壳内部有正点电荷(3)接地的不带电的金属球壳内部有正点电荷(1) (2) (3)1、空腔导体的特点：净电荷只分布在，内表面，空腔内电场.2、静电屏蔽:外部电场对金属壳内部的仪器没有影响，金属壳的这种作用叫。

思考：(1) 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响？(2怎样能内外互不影响呢？3、静电屏蔽应用: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练习反馈：1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( )A ．都被原子束缚B ．都集中在导体两端C ．都停止运动D ．都停止定向移动2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( )A ．一定增强B ．一定减弱C ．可能增强也可能减弱D ．不变3．一个带绝缘座的空心金属球A 带有4×lO -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 球和A 球的内壁接触, 如图所示，则A 、B 各带电荷量为 ( )A ．Q A =10-8C ，QB =lO -8C B ．Q A =2×L o -8C, Q B =OC ．Q a =O ，Q b =2×10-8CD ．Q a =4×10-8C ，Q B =－2×10-8C4．将导体放入场强为E 的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( )A ．逐渐减小，直至大小为零B ．逐渐增大，直至大小为EC ．先逐渐增大，后逐渐减小至零D ．始终等于零归纳总结：达标检测：1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（如图），然后用手指瞬间接触一下金属杆c 后拿开橡胶棒，这时验电小球a和金箔b 的带电情况是 ( )A ．a 带正电，b 带负电B ．a 带负电，b 带正电C ．a 、b 均带正电D ．a 、b 均带负电E ．a 、b 均不带电2．在一个导体球壳内放一个电量为＋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 ＝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 一定为零[例1]如图所示,长为10cm 的导体棒原来不带电，现将一带电量Q=8．O×lO -10C 的正点电荷放在距棒左端5cm 处的P 点, 达到静电叫平衡后棒上感应电荷在棒内中点O 处产生的场强大小等于_________,方向__________.★【变式1】图为静电除尘器除尘机理的示意图。

人教版高二物理选修3-1：第一章第7节静电现象的应用导学案设计

第7节静电现象的应用一、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，内部的场强处处为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外表面.(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，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，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，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：金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，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，金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽.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.知识点一感应电荷产生的场强的计算例1. 如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空．将电荷量为q的点电荷置于z轴上z＝h处，则在xOy平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零，则在z轴上z＝h2处的电场强度大小为(k为静电力常量)()班级：姓名：A ．k 4q h 2B ．k 4q 9h2 C ．k 32q 9h 2 D ．k 40q 9h2 练习1. 如图所示，长为l 的导体棒水平放置，原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距离棒左端R 处，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点处产生的场强等于多少？方向如何？知识点二静电平衡状态电势特点与电荷分布规律例 2. 如图所示，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，金属空腔球壳与地面绝缘，其结果可能是( )A.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，外表面带负电练习2. 如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q ，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q 的电场)，从左端以初速度v 0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中( )A ．小球做匀速直线运动B ．小球先做减速运动，后做加速运动C ．小球的电势能保持不变D ．静电力对小球所做的功为零知识点三静电屏蔽例3．下列实验中，C 项中金属网直接接触大地，验电器的金属箔会张开的图是( )练习 3. 如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( )A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带正电C．球壳外壁不带电D．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带负电1. 如图所示，A为空心金属球，B为金属球，将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手摸一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则()A．A球带负电，B球带正电B．A球带负电，B球不带电C．A、B两球都带负电D．A、B两球都带正电2. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10－8 C 的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C 的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为()A．Q A＝1×10－8 C Q B＝1×10－8 CB．Q A＝2×10－8 C Q B＝0C．Q A＝0Q B＝2×10－8 CD．Q A＝4×10－8 C Q B＝－2×10－8 C3. 如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()A．导体腔内任意点的场强B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量4. 如图所示，为一空腔球形导体(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。

人教版高二物理选修3-1第一章：1.7 静电现象的应用导学案设计

第七节静电现象的应用本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征是本节的重点．应用静电平衡知识，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的难点．做好演示实验是本节的关键．教学要求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，知道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，关注生活和生产中的静电现象．教学过程导入新课→给出物理情景：不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中→引导学生讨论自由电子运动情况→静电平衡及特点→结合实验得出导体上电荷的分布特点→尖端放电→静电屏蔽(先理论后实验)．新课导入描述生活中的物理现象：电力工人高压带电作业时，全身穿戴金属丝制成的衣帽、手套、鞋，这是为什么？高大建筑物上都设有避雷针，其原理是什么？温故知新1. 自由电子：金属原子最外层电子受原子核束缚作用较弱，可以自由移动的电子．2. 电荷的移动：在同一电场中，正、负电荷受到电场力作用方向相反，分别向相反方向移动．3. 电场中电场线一定与等势面或等势线垂直．新知梳理1. 静电平衡状态：导体内自由电子不再发生________的状态，称为静电平衡状态．2. 处于静电平衡状态下的导体电场分布特点(1) 电场强度及电场线的分布①导体处于静电平衡时，导体内部场强处处_____，内部_____(“有”或“无”)电场线穿过．②导体外表面附近任何一点场强方向必与该点的表面________，电场线也与外表面________．(2) 电势分布的特点①导体内部各点电势________．②导体表面各点电势________．③整个导体是一个________，导体表面是一个______，沿导体表面移动电荷，电场力________(“做功”或“不做功”)．3. 处于静电平衡状态下的导体上的电荷分布特点(1) 法拉第圆筒实验现象说明了电荷只分布在________，导体内部没有________．(2)导体表面电荷的密度与________有关，越尖锐的位置电荷________．4. 尖端放电：周围空间带电粒子所带电荷与导体尖端所带电荷电性______时，由于被吸引而奔向尖端，与尖端电荷______，这相当于导体从________失去电荷，这个现象叫做尖端放电．5. 静电屏蔽：发生静电平衡时，金属导体或金属网罩内部场强处处为零，不受________的影响，这种现象称为静电屏蔽．小试身手1. 一个带电荷金属球当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部场强( )A. 一定增加B. 一定减弱C. 不变D. 可能增强也可能减弱2. 某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是( )A. 甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B. 乙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C. 丙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D. 丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用3. 有一绝缘空心金属球A带有4×10－6C的正电荷，一个绝缘柄的金属小球B带有2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示，则B球上电荷量为_____C，A球上电荷量为_____C，且A球上的电荷量分布在_____．探究讨论处于静电平衡状态的导体内部存在几个电场？为什么其内部场强处处为零？静电平衡状态的导体内部有两个电场，一个是外加电场E0，另一个是导体中的自由电荷所形成的附加电场E′，当两电场强度E′＝E0时，导体内部合场强为零，导体处于静电平衡状态.讲练课堂一、处于静电平衡的导体内部及外表面的场强特点1. 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)．2. 表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直．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内做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)点拨本题考查了静电感应、静电平衡状态的特点、电场强度的叠加等知识，对静电平衡导体的内部，要明白感应电荷产生的电场、外电场以及叠加后的合场强之间的关系．反馈平台1. 长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的电荷放在距棒左端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P处产生的场强大小等于____________，方向为________．二、处于静电平衡的导体内部及表面的电势特点1. 静电平衡状态下导体是一个等势体，表面是一个等势面．2. 地球是一个大的等势体，处于静电平衡状态的地球以及与它相连的导体是等势体．如图所示，Q为带负电的绝缘小球，AB为一不带电的中性导体且放在Q附近，达到静电平衡状态时，下面判断正确的是( )A. A端的电势高于B端的电势B. 以无限远或大地为零电势点，导体AB的电势高于零C. A、B两端电势相等D. 导体内的场强方向是由A指向B点拨(1)场强：导体内部场强处处为零．(2)电势：导体是一个等势体，其表面是一个等势面．(3)电荷分布：电荷只分布在导体的外表面上．反馈平台2. 如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r.(1)标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号．(2)由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？(3)如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？三、孤立带电体的电荷分布特点及电场特点1. 导体内没有净电荷，电荷只分布在外表面上．2. 在导体的外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，电场线越密，等势面越密，场强越大．3. 当带电体为带电球体或球壳时，电荷应均匀分布在导体的外表面上，其产生的电场与点电荷产生的电场相似．4.一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的电场强度也是E ＝k Qr2式中的r是球心到该点的距离(r＞R)，Q为整个球体所带的电荷量．当r＜R时，E＝0.如图所示，一个带负电的空心金属球壳，A点在球内，B点在球外表面，比较图中A、B、C、D四点，场强最大的是________点，场强最小的是________点，电势最高的是________点，一个负电荷在A、B、C、D四点中的________点具有的电势能最大．点拨空心孤立均匀带电球产生的电场，球外空间的电场分布情况与球心处等量同种点电荷产生的电场一样.反馈平台3. (自编题)有一个带正电荷的空心金属球，其周围电场分布是下列图中的哪一个( )四、静电屏蔽1. 静电屏蔽的原理是静电平衡，它有着广泛的实际应用.2. 静电屏蔽包括两种情况(1)金属壳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．(自编题)将悬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，如图所示，则A球位置________．B球位置________．点拨金属壳内不受外电场的影响，故A球不受外电场力的作用．反馈平台4. 如图所示，放在绝缘台上的金属网罩内放有不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则( )A. 在B的内表面带正电荷，φB＝φC＝0B. 在B的右侧外表面带正电荷C. 验电器的金箔将张开，φB＜φCD. B的左右两侧电势相等误区警示【例】不带电的金属球壳内，在球心处放一正点电荷，球壳外表面接地，待静电平衡后( )A. 球壳空腔内各点场强为零B. 球壳不带电C. 球壳外一点P(距球心r)处的场强为k qr2D. 球壳内表面带负电，外表面不带电错解 A正解金属球壳处于球心处正电荷形成的电场中，发生静电感应，内表面产生感应负电荷，外表面产生感应正电荷，故B错误；在空腔内必然存在由正电荷指向负电荷的电场，所以腔内P点场强不为零，故A错误；球壳外表面接地时，感应正电荷在球心处正电荷的作用下远离场源电荷，被导入大地，故D正确；感应正电荷被导走后，场源电荷与感应负电荷在球壳外的合场强为零，故C 错误，所以答案为D.答案 D相关链接尖端放电通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这种现象叫做空气的电离．空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，就是正离子．在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电势面密，电场强度剧增，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离，空气成为了导体．当雷、雨、云过境时，云的中下部是强大负电荷中心，云下的下垫面(大气底部与地表的接触面)是正电荷中心，于是在云与地面间形成强电场．在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶、草、林木、岩石等尖端附近，等电势面就会很密集，这里电场强度极大，空气发生电离，因而形成从地表向大气的尖端放电．带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时，产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电．闪电的放电电流可以高达几十万安培，会使建筑物遭受严重损坏，这就是雷击．(如图)同步测试【基础巩固轻松过关】1. 根据所学知识分析，人在高压带电压作业操作前必须做的准备工作和操作过程中可能发生的情况是( )A. 人不需要做什么准备，只要操作时注意就可能性保证安全B. 人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服C. 手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险D. 手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险2. 一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是图中的哪一个( )3. 下列关于静电的说法中正确的是( )A. 静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上B. 复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C. 电疗针灸是静电在医学上的应用D. 飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成的危害4. 如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触)时，下列说法中正确的是( )A. B端的感应电荷越来越多B. 导体内部场强越来越大C. 导体的感应电荷在M点产生的场强大于在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5. 如图所示，在正电荷Q附近放一个不带电的导体B，由于静电感应，在B的左端出现________电荷，右端出现等量的________电荷．若用导线将B与大地相连，无论导线连接的是左端还是右端，B导体都是带________电荷．【考题试练锋芒初显】6. (改编题)如图甲所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上O点处的场强大小为E1，O点的电势为U1.现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图乙所示，待静电平衡后，O点的场强大小为E2，O点的电势为U2.经分析后可得( )A. E1＝E2，U1＜U2B. E1＞E2，U1＝U2C. E1＝E2，U1＞U2D. E1＜E2，U1＞U27. 如图所示，空心导体上方有一靠近的带负电的带电体，当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时，电荷将做( )A. 向下偏转的类似平抛的运动B. 向上偏转的类似平抛的运动C. 匀速直线运动D. 变速直线运动8. 如图所示，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导体上的四个点在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，则( )A. φ4＞φ3＞φ2＞φ1B. φ4＝φ3＞φ2＝φ1C. φ4＜φ3＜φ2＜φ1D. φ4＝φ3＜φ2＝φ19. 如图所示是一块宽大的接地金属板的截面在板的右侧面附近P点处有一固定的带正电的点电荷(电荷量为＋q)当金属板处于静电平衡状态时，有( )A. 板的右侧面上分布有正的感应电荷，而左侧面上没有感应电荷B. 感应电荷在金属板内部任何一点的电场强度都指向P点C. 感应电荷在金属板内部离P点最近的一点产生的电场强度最大D. 接地线断开后，金属板内各点的场强将不再为零10. (改编题)如图所示，在真空中有两点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距为l，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r＜l)的空心金属球，且球心位于O点，求球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为和方向．第七节静电现象的应用答案【自我校对】1. 定向移动2. (1) ①为零无②垂直垂直(2) ①相等②相等③等势体等势面不做功3. (1) 导体外表面自由电荷(2) 导体形状密度越大4. 相反中和尖端5. 外部电场小试身手1. C2. C3. 0 ＋2×10－6球壳的外表面例1解析画出感应电荷形成的附加电场在A盘内的三条电场线(实线)如图所示，导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强为零，即导体A内的每一点感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线垂直，且方向相反．(图中虚线是为了确定A内的实线而画出的，它并不表示A外部的电场线).反馈平台1解析P点的合场强为零，该点产生的场强是由q产生的电场和棒上的感应电荷在球心处产生的电场叠加而成，二者大小相等，方向相反，所以感应电荷产生的电场与q产生的电场等大反向．答案kqR ＋l22向左例2解析导体处于静电平衡状态时：E内＝0，否定选项D.导体是等势体，从而否定选项A，选项C是正确的．静电平衡后电场线的分布示意图如图所示，导体A端的正感应电荷发出的电场线终止于Q，来自大地或无限远的电场线终止于B端的负感应电荷．由沿电场线电势降低可知导体AB的电势φ＜0.故C正确．答案 C反馈平台2解析(1)金属球内的自由电子受到点电荷＋Q的吸引，所以在靠近＋Q的一侧带负电，在远离＋Q的一侧带正电．(2)在静电平衡状态下，金属球的内部电场强度处处为零，就是说感应电荷产生的电场强度与＋Q产生的电场强度等大反向．在球心处＋Q产生的电场强度为E＋＝kQ9r2，所以金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度大小为E感＝kQ9r2，方向指向＋Q.(3)如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不可能把球两侧的电荷中和．处于静电平衡状态的导体上的自由电子不会发生定向移动．例3解析A点在带电金属球壳内部，由导体静电平衡条件知A点的场强为零，所以A点的场强最小．由于B点在球壳外表面，该处电场线最密，场强最大．球壳带负电，离球壳越近，电势越低，所以D 点电势最高．负电荷在低电势处电势能最大，A、B两点电势相等且最低，因此负电荷在A、B两点电势能最大．答案B A D A、B反馈平台3解析处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，金属球所带正电荷只分布在球的外表面并且导体内部的场强为零，不会有电场线经过．所以只有选项C正确．答案 C例4解析考虑B对A的作用时，A处在球壳C内，球壳会对其内的A有屏蔽作用，使不受B的作用，故位置不变．A球通过静电感应使C的内外壳分别带负电和正电从而B球受C球外壳正电吸引，所以B球往右偏离竖直方向．答案:不变向右偏反馈平台4解析由于静电感应，B靠近A的一端外表面带负电，在右侧外面带正电，故A错误，B正确；金属网罩内的验电器C处于静电屏蔽，不受外电场的影响，金属箔不会张开，处于静电平衡状态的金属网罩是一个等势体，故C错误，D正确．答案:BD同步测试1. BD解析如果是高压带电作业，人在操作前必须要戴上用金属丝制成的手套、帽子，穿上屏蔽服．这样外部电场就不会影响人体，感应电荷从屏蔽服上通过，避免对人体的危害．手在接触电线的瞬间也会发生放电现象，但放电后人体和电线之间没有电势差，所以没有危险．2.B解析薄球面处于静电平衡，球壳内各点场强为零，球壳的外表面由于静电感应而带有正电荷，产生的电场由球壳指向外．3. ABD解析本题考查静电现象的利与弊．4. AC解析导体AB向负电荷P靠近的过程中，导体所在处的外加电场的场强增大，导体内的自由电荷将定向移动，使两端的电荷增加，所以A正确．导体AB向带电小球P缓慢靠近的过程，可看做每个瞬间导体均处于新的静电平衡状态，尽管外电场增强，导体两端电荷也相应增加，附加电场相应增强，合场强始终为零，所以B错误．由于导体处于静电平衡状态，感应电荷产生的场强与场源电荷产生的场强大小相等，方向相反，合场强为零，由于M点离电荷P近，N点离电荷P远，根据点电荷电场场强分布规律E ∝1r2可知，负电荷P在M处的场强要大于在N处的场强．因此，感应电荷的电场在M、N两处的场强也具有同样的大小关系，即M处的场强更大，故C正确，D错误．5. 负正负解析如果把B和大地看成一个整体，导体B始终是靠近Q的一端，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故导体B带负电．6. C解析由于O点是金属导体内部的一点，场强始终为零，所以B、D错误；未接地时导体处于正电荷的电场中，其电势大于零，接地后电势等于零，所以U1>U2，C正确．7.C解析根据电场中导体的性质，空心导体起到了静电屏蔽的作用，使得内部电场强度为零，电荷不受电场力的作用，所以做匀速直线运动，C正确．8. B解析根据静电感应知识可知当导体处于静电平衡时，导体本身是一个等势体，结合题意1、2在同一个导体上，所以两点的电势相等，即φ1＝φ2；3、4两点也在同一个导体上，所以φ3＝φ4，可以得到选项A、C错误．再根据＋q和－q之间建立起的电场中，电场线是从＋q指向－q，即电场线从右边电势高的地方指向左边电势低的地方，即3、4两点的电势高于1、2两点的电势，综上所述B正确．9. BC解析金属板接地后与大地连成一个导体．大地是远端，静电感应的结果是近端带有异种电荷，远端带有同种电荷，选项A错误；达到静电平衡时，导体内部合场强为零，感应电荷产生的附加电场E′与外加电场E0，等大反向，即E′＝－E0，选项B、C正确；接地线断开后，金属板仍将处于一个静电平衡状态，其内部各点的场强仍然为零，选项D错误．10.12kQl2A→B解析空心金属球内的O点不受外电场影响，其合场强为零，感应电荷在O点的场强和A、B两点电荷在O点产生的合场强等大反向，－Q在O点的场强为E1＝kQ12l2＝4kQl2，2Q在O点的场强为E2＝2kQ12l2＝8kQl2，合场强E＝E1＋E2＝12kQl2，方向B→A，感应电荷产生的电场与E等大、反向．。

高中物理选修3-1学案：1.7 静电现象的应用

第7节静电现象的应用一、静电平衡状态下的导体的电场1.静电感应现象：把导体放入电场，导体内部的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。

2.静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场强度等于0，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。

3.静电平衡状态的特征(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。

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，电荷只分布在导体的外表面。

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。

三、尖端放电和静电屏蔽思考判断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.处于静电平衡状态下的导体内部的自由电荷静止不动。

(×)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。

(×)对静电平衡的理解[要点归纳]1.静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，金属中的自由电荷在静电力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小。

当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止。

2.对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动。

(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。

(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E。

2020届人教版高中物理选修3-1学案：第一章第7节静电现象的应用含答案

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防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失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。

高中物理1.7静电现象的应用导学案新人教版选修3-1

高中物理 1.7 静电现象的应用导学案新人教版选修3-1【学习目标】1．知道静电平衡产生原理。

2．知道静电平衡状态的特点。

3．知道导体上的电荷分布。

4．知道尖端放电和静电屏蔽。

【重点难点】知道静电平衡产生原理，知道静电平衡状态的特点。

知道导体上的电荷分布，知道尖端放电和静电屏蔽。

【学习内容】课前自学1.发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E'和原电场E在导体内叠加为，即E' E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。

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。

（3）导体外表面处场强方向必跟该点的表面。

3.尖端放电：专指尖端附近空气而产生气体放电的现象。

4.导体上的电荷分布：导体表面越尖锐的位置电荷越 ,凹陷的位置几乎电荷。

5.静电屏蔽：导体壳的表面“保护”了它所包围的区域，使之不受导体壳外表面上的或的影响，这种现象称为静电屏蔽。

核心知识探究1、处于静电平衡状态下导体的特点发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E'和原电场E在导体内叠加为零，即E'=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。

特点：（1）处于静电平衡状态下的导体，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）导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。

2、导体上的电荷分布A实验：研究静电平衡时导体内部的电荷。

现象:结论:B导体上的电荷分布：导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷。

C思考：如果空腔导体内有电荷，电场如何分布？3、尖端放电尖端放电：专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。

4、静电屏蔽A 静电屏蔽：导体壳的表面“保护”了它所包围的区域，使之不受导体壳外表面上的电荷或外界电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。

【人教版】选修3-1物理《静电现象的应用》导学案

静电现象的应用导学案课前预习学案一、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1、电场的重要性质是_____________________________________.2、导体的重要特征是_________________________________.3、静电感应现象:____________________________________________4、静电感应现象的实质是_________________________5、尖端放电的原理是_______________________________.6、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？7、静电有哪些应用？8、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课内探究学案一、学习目标1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件；2、理解静电屏蔽二、学习过程（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：①②③（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（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？三、反思总结静电平衡的特点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1、对放入其中的电荷有力的作用。