高中物理《静电现象的应用》课件

01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动3：图丙说明了什么？
提示：当E′大小等于E0时，导体内的合场强E＝0，自由电子受到的合 力为零，自由电子便不能再向左做定向移动，达到静电平衡状态。
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提示
活动4：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，导体中的自由 电子在电场力作用下定向移动，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，直到合场强为零时，自由电荷 的定向移动停止。
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三、尖端放电和静电屏蔽
尖端放电
导体尖端的强电场使附近的空
气□01 电离，电离后的带 □02 异
原理 种电荷的离子与尖端的电
荷□03 中和 ，相当于导体从尖端
失去电荷
静电屏蔽
当金属壳达到静电平衡时，壳
内电场处处为 □04 0 ，因而金 属外壳会对其 □05 内部 起保护 作用，使它不受 □06 外部电场
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提示
(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。( )
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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，棒上的感应电荷在棒内中 点处产生的电场强度大小等于________，方向________。
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的影响
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尖端放电
静电屏蔽
应用：□07 避雷针 是利 应用：电学仪器外面有金属
用尖端放电避免雷击的 壳，以使壳外电场对壳内仪器
应用或 一种设施
不会产生影响；野外高压线上
防止 防止：高压设备中导体 方还有两条导线与大地相连，
的表面尽量□08 光滑，以 形成一个稀疏的金属“网”，
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提示
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提升训练
对点训练
课堂任务 静电平衡状态下导体的电场 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
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活动1：如图甲所示，导体中的电子为什么向左运动？
提示：自由电子带负电，受力与外部电场的电场强度E0方向相反。
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Hale Waihona Puke Baidu减少电能的损失
把高压线屏蔽起来，免遭雷击
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家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属？
提示：若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属外壳就形 成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电 视机、收音机就不能正常工作。
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(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。( )
提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
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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 □03 等于零 ，导体内的自由电子不 再□04 发生定向移动的状态。
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3．静电平衡状态下导体的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强 □05 处处为零 。
静电现象的应用
1．了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡状态的导体的特性。 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。
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一、静电平衡状态下导体的电场
1．静电感应现象：把导体放入电场，导体内的 □01 自由电荷 在电场力作 用下定向移动，而使导体两端出现 □02 等量异号 电荷的现象。
(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□06 垂直 。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个 □07 等势体 ，导体的表面是
个 □08 等势面 。
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二、静电平衡导体上电荷的分布
1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 □01 外表面 。 2．在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的 □02 密度 越大，凹陷的位 置 □03 几乎没有电荷 。
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(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E0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′＝－E0。
(1)导体内合场强等于多少？ 提示：导体内合场强为零。
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(3)处于静电平衡状态下导体的电场 ①导体内部的场强处处为零。 ②导体是一个等势体，导体表面是等势面。 ③导体表面处的场强方向与导体表面垂直。
(4)地球是等势体 地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等
势体。这是我们常常选大地做零电势点的一个原因。
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提示
活动2：如图乙所示，导体内部向左运动的自由电子为什么少了？E′ 是什么？
提示：随着自由电子的定向移动，在导体AB面和CD面上分别聚积了越 来越多的负电荷和正电荷，使得两面上聚积的电荷在两面间产生的电场的场 强E′越来越大，E0、E′的叠加使得导体内部的合场强越来越小；自由电 子受到的电场力越来越小，能向左运动的自由电子越来越少，E′指的是导 体AB面和CD面上的感应电荷在导体内部产生的电场的场强。