高一物理教案静电平衡
高一物理静电平衡知识点
高一物理静电平衡知识点高一是物理学习中一个重要的阶段,其中静电平衡是一个重要的知识点。
静电平衡涉及到物体间的电荷分布、电场强度以及静电力的平衡。
在本文中,我将探讨一些与静电平衡相关的概念和原理,帮助学生更好地理解这一知识点。
一、电荷分布静电平衡首先涉及到物体间的电荷分布。
当两个物体之间没有电荷流动时,它们的电荷分布是静止的。
这意味着物体上的正电荷和负电荷的数量是相等的。
如果一个物体上有过剩的正电荷,它会吸引附近的负电荷,直到两者达到平衡。
相反,如果一个物体上有过剩的负电荷,它会吸引附近的正电荷,直到两者达到平衡。
这样的电荷分布使得物体保持静电平衡。
二、电场强度电场强度是另一个重要概念,它描述了物体周围电场的强弱。
在静电平衡状态下,物体表面的电场强度处处相等,并且该电场强度与物体表面点处的电势差有关。
电场强度是由电荷带来的静电力所决定的,而电势差则决定了电场强度的大小。
通常情况下,电场强度在物体边缘附近最大,随着离物体表面的距离增加而减小。
三、静电力平衡在静电平衡状态下,物体上的净静电力为零,这意味着物体受到的电荷吸引力和排斥力相等。
当两个电荷不同符号的物体靠近时,它们之间会发生吸引;当两个电荷相同符号的物体靠近时,它们之间会发生排斥。
这些静电力的平衡使得物体保持在静止状态。
四、导体的静电平衡导体是一个可以容纳电荷的物体,它在静电平衡时有一些特殊的性质。
首先,导体的内部是电荷自由分布的,当静电平衡达到时,导体内部的电荷不再移动。
其次,导体表面的电荷分布是均匀的,导致电场强度在表面处处相等。
第三,导体表面上的电场强度为零,这是因为导体表面上的电荷会相互排斥。
因此,导体在静电平衡状态下能够保持表面电势恒定。
五、静电平衡的应用静电平衡在现实生活中有许多应用。
例如,静电平衡可以应用于电子天平。
电子天平使用静电力的平衡来测量物体的质量。
当物体放置在电子天平的盘子上时,通过调节天平上的电荷,使得物体与一个以知其质量的参照物保持静电平衡。
静电平衡
1.3.2专题:静电平衡【教学三维目标】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【重点难点】静电平衡状态电场中导体的特点【教学方法】推理归纳法、问题解决法、实验法【教具准备】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【教学过程】(一)复习提问1、什么是静电感应现象?2、静电感应现象的实质是什么?3、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?(二)新课教学一、电场中的导体1、 金属导体的特征:由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成2、 静电感应现象问题: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? 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?答:使空间电场重新分布源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动静电平衡状态: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:⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)⑵导体中没有自由电荷定向移动⑶净电荷分布在导体表面实验证明:法拉第圆筒实验⑷导体表面附近电场线与表面垂直理论证明: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,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态5上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线二、静电屏蔽1、空腔导体的特点:净电荷只分布在外表面,内表面不带电,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(三)巩固练习例1: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:BA .E A ≠0 ,EB =0 ,EC =0B .E A ≠0 ,E B ≠0 ,EC =0C .E A ≠0 ,E B ≠0 ,E C ≠0D .E A =0 ,E B ≠0 ,E C =0例2: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 .以上说法都不正确例3: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 。
静电平衡条件课件
静电平衡的条件及其推导
导体内部电场强度为零
高斯定理的应用
在静电平衡状态下,导体内部的电场 强度为零,即没有电场线穿过导体内 部。
通过应用高斯定理,可以推导出静电 平衡的条件,即导体内部电场强度为 零和电荷守恒。
电荷守恒
在静电平衡状态下,导体上的总电荷 量保持不变,不会因为外界电场或电 荷的影响而改变。
04
静电平衡的应用
Chapter
静电屏蔽
静电屏蔽
静电屏蔽是利用导体的静电平衡 条件,将导体包围在一个封闭的 空间中,以防止外部电场对其内
部的影响。
静电屏蔽的原理
当导体被置于外部电场中时,导体 表面的电荷会重新分布,使得导体 内部电场为零,从而达到静电屏蔽 的效果。
静电平衡的原理
01
根据高斯定理,导体内部电荷分布产生的电场与外界电场相互抵消,使得导体内 部场强为零。
02
当导体达到静电平衡时,导体表面电荷分布与外界电场相互抵消,使得导体表面 场强垂直于导体表面。
静电平衡的物理意义
静电平衡是自然界中普遍存在的现象 ,是电荷分布达到相对稳定的状态。
静电平衡原理在电子设备、电磁屏蔽 等领域有广泛应用,是电磁学中的重 要概念。
02
电场与电势
Chapter
电场的概念
电场是由电荷产生的,对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度是描述电场力的性质的物理量,单位是牛/库伦 (N/C)。 电场强度的大小和方向可以用电场线来表示,电场线越 密,电场强度越大。
电势的概念
电势是描述电场能的 性质的物理量,单位 是伏特(V)。
电势具有相对性,与 零电势点的选择有关 。
静电平衡教案设计
静电平衡教案设计大竹县石河中学:胡禹“静电平衡”是静电场中一个比较难教和难学的知识点,一些学生在学习这部分知识时,只知道死记硬背几个性质和规律。
即“处于静电平衡时的导体。
其内部场强处处为零,且导体是一等势体,它的表面是一个等势面;处于静电平衡时的带电导体,处于静电平衡时的带电导体,电荷只能分布在电荷只能分布在导体表面上等。
导体表面上等。
”尽管性质、规律记得熟悉,”尽管性质、规律记得熟悉,”尽管性质、规律记得熟悉,但一遇实际问题就觉得束手无策。
其根本原因但一遇实际问题就觉得束手无策。
其根本原因是对处于静电平衡时的导体其性质和规律理解不深刻。
对其实质分析不透彻。
所以考试遇到这类试题就无从下手,这类试题就无从下手,失分率很高,失分率很高,形成了静电场部分的一大难点。
形成了静电场部分的一大难点。
笔者也常见杂志上有关笔者也常见杂志上有关于此类习题的分析和解疑。
很受启发,本文就如何从根本上帮助学生解决学习静电平衡时的困难,提出自己的一些见解,以给他们一点启迪。
困难,提出自己的一些见解,以给他们一点启迪。
要突破静电平衡教学中的难点,应该从电场叠加原理和电势叠加原理着手,阐明它在静电平衡中的作用以及它们在实际问题中的运用,来增强学生分析和解决问题的能力及应变能力。
下面就从这两方面来加以阐述。
力。
下面就从这两方面来加以阐述。
一、电场叠加原理在静电平衡中的作用和运用一、电场叠加原理在静电平衡中的作用和运用导体处于静电平衡状态时,其内部场强为零,应指导学生理解是外部电荷产生的场强与感应电荷产生的场强叠加的结果,感应电荷产生的场强叠加的结果,其合场强为零,其合场强为零,它反映了电荷的独立作用原理。
它反映了电荷的独立作用原理。
因场强为因场强为矢量,所以场强叠加应为矢量和,所以场强叠加应为矢量和,但应该注意为相互作用稳定后场的叠加。
但应该注意为相互作用稳定后场的叠加。
但应该注意为相互作用稳定后场的叠加。
学生往往对此认学生往往对此认识不深刻,只记住导体处于静电平衡时内部场强为零,未弄清是外加场和感应场的叠加的结果,如1986年高考试卷中有一道填空题,求处于静电平衡时导体上感应电荷在导体中点的场强,绝大部分考生的答案都填零,绝大部分考生的答案都填零,导致此结果的原因就在于此。
高中物理《静电力》的教案
高中物理《静电力》的教案第二节静电力库仑定律(1)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
(2)了解两种电荷间的作用规律,掌握库仑定律的内容及其应用。
学习重点:掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律库仑定律1、内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力,与它们的成正比,与它们的成反比,作用力的方向在它们的连线上.2、大小:3、方向:库仑定律与万有引力定律的比拟:定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律(1)都与距离的二次方成反比(2)都有一个常量与两个物体、有关,只有力 m1,m2,r 库仑定律与两个物体、有关,有力,也有力 Q1,Q2,r 1.关于点电荷的说法,正确的选项是 ( )A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.点电荷一定是电量很小的电荷D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2.真空中有两个点电荷,它们间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,它们之间作用力的大小等于( )A.FB.2FC.F/2D.F/43.A、B两个点电荷之间的距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将 ( )A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.不能确定4.两个半径均为1cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm处,那么它们的相互作用力大小变为 ( ) A.3000F B.1200F C.900F D.无法确定5.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,那么 ( ) A.q一定是正电荷 B.q一定是负电荷C.q离Q2比离Q1远 D.q离Q2比离Q1近6.如下图,质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球,用绝缘丝线悬于同一点,静止后它们恰好位于同一水平面上,细线与竖直方向夹角分别为α、β,那么()A假设m1=m2,q1B.假设m1=m2,q1 βC.假设q1=q2,m1>m2,那么α>βD.假设m1>m2,那么α<β,与q1、q2 是否相等无关7、两个带电小球,质量都是1kg,带电荷量都是2×10-5C,相隔较远,以至于两个小球可看作点荷,试求它们之间的静电力与万有引力之比?答案:答案:D D C D D D 5.4×105。
高中物理静电的问题教案
高中物理静电的问题教案
主题:静电
目标:通过本课的学习,学生能够理解静电的基本概念、性质和应用,并能够解决相关问题。
一、导入:
1. 引入问题:“你是否知道什么是静电?它与我们的日常生活有什么关系?”
二、学习:
1.学习静电的基本概念:电荷、电场、静电力等。
2.学习静电的性质:电荷有正负之分,同性相斥异性相吸等。
3.学习静电的应用:例如静电吸附、静电除尘等。
三、实践:
1.设计实验:通过实验验证静电性质。
2.解决问题:让学生运用所学知识解决静电相关问题。
四、总结:
1.总结本课所学内容,重点强调静电的重要性和应用。
五、作业:
1.布置作业:让学生练习解决静电问题。
2.鼓励学生发挥创造力,设计自己的静电实验。
通过这份教案,学生可以系统地学习静电的相关知识,并通过实践和解决问题来巩固所学内容。
希望这份范本对你有所帮助!。
物理《静电的利用和防止》教案
物理《静电的利用和防止》教案物理《静电的利用和防止》教案教学目标知识目标:1、了解静电的利用和静电的防止;知道静电的利用原理.2、分析日常生活中的静电现象,对有害静电提出有效的防止措施.能力目标:通过本节内容的学习,培养学生对现象的分析能力,以及利用所学知识解决问题的能力.情感目标:让学生联系实际,关心社会,培养学生的社会责任感.教学建议本节内容是选学内容,教师在讲解时注意激发学生的积极性,培养学生的观察能力.生活中的'静电现象比较常见,教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象,并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施;另外针对静电的利用,重点讲解静电的利用原理.可以讲解静电复印机、或静电除尘.在教学中,注意培养学生的社会责任感,联系实际,关心社会,让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务,这也是我们教学的目标.教学过程1、静电的利用教师讲解:通过前面的学习,我们知道使物体带电的方法:摩擦起电、感应起电,我们也学习了电荷运动的一些规律,还研究了一种储存电荷的装置——电容器,人们通过各种装置来利用电荷,但是一些电荷还是会给人类带来麻烦,有时甚至造成危害.教师出示有关静电的图片;人们通常通过控制电极、利用各种物体特殊的光电性质来产生对我们有利的电荷加以运用,服务我们的生活.例如(1)静电除尘(教师讲解)(2)静电复印:(学生自学)(3)静电喷漆(学生自学)请同学思考:能否举出你知道的静电利用示例,你觉得,在哪些方面我们也可以利用静电?2、静电的防止:教师讲解:在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发的时候,我们会看到静电现象,在干燥的北方秋季,静电现象也较为明显.静电会给人民的生活带来危害,甚至造成事故,同学们在看过书后,想一想,你的周围是否也有一些有害的静电现象呢?你能象到什么方法来避免呢?3、总结教师讲解:学过电场知识,尤其学过了本节内容,我希望同学们了解:我们的身边还有很多东西需要大家去学习、发现、还有很多东西可以通过我们的改造并让它为我们服务.关爱社会、学以致用,更好的为社会服务是我们每个人的社会责任.。
高中物理《电荷及其守恒定律》优秀教案
高中物理《电荷及其守恒定律》优秀教案第一章静电场学案1 电荷及其守恒定律1.自然界中只存在两种电荷:______电荷和________电荷.电荷间的作用规律是:同种电荷相互______,异种电荷相互________.2.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带____________电荷,毛皮带__________电荷.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带______电荷,丝绸带______电荷.3.原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界表现为________.金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做________________.失去这种电子的原子便成为带____电的离子.离子都在自己的平衡位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中.所以金属导电时只有________在移动.4.把带电体移近不带电的导体,可以使导体靠近带电体的一端带________,远离的一端带________这种现象叫静电感应.利用静电感应使物体带电叫________起电.常见的起电方式还有________和________等.5.电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体______到另一物体,或者从物体的一部分____________到另一部分.6.物体所带电荷的多少叫________________.在国际单位制中,它的单位是________,用________表示.7.最小的电荷量叫________,用e表示,e=________.所有带电体的电荷量都等于e的____________.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的________.答案 1.正负排斥吸引 2.负正正负3.电中性自由电子正自由电子 4.异号电荷同号电荷感应摩擦起电接触起电 5.转移转移 6.电荷量库仑 C 7.元电荷1.6 ×10-19 C 整数倍比荷一、电荷[问题情境]在干燥的冬天,当你伸手接触金属门把的一刹那,突然听到“啪”的一声,手麻了一下,弄得你虚惊一场,是谁在恶作剧?原来是电荷在作怪.1.这些电荷是哪里来的?物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么?2.什么是自由电子,金属成为导体的原因是什么?3.除了摩擦起电,还有其它方法可以使物体带电吗?答案1.来自原子内部; 物质由原子组成,而原子则由原子核(质子和中子)和核外电子构成;不同物质的原子核束缚电子的能力不同.2.金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫自由电子;自由电子的自由活动是金属成为导体的原因.3.感应起电和接触起电.[要点提炼]1.摩擦起电的原因:在两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带____电,失去电子的物体则带____电.2.感应起电的原因:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引和排斥,导体中的自由电子便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带____电荷,远离的一端带____电荷.3.常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电.三种起电方式的实质都是________ 的转移.答案 1.负正 2.异号同号 3.电子[问题延伸]感应起电现象中实验物体必须是导体吗?答案必须是导体,因为导体中有自由电子,可以自由移动.二、电荷守恒定律[问题情境]现代生活中电无处不在,北京市一天的耗电量可达千万度,那么,电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢?1.电荷是摩擦的过程中创造出来的吗?2.在电荷转移的过程中其总量是否守恒?答案 1.电荷不是创造出来的,它是物体组成的一部分 2.守恒[要点提炼]1.电荷守恒定律的内容:电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.2.“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量、异号,这时正、负电荷的代数和为________,而不是正、负电荷一起消失了.答案 2.零[问题延伸]怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”?答案“电荷的总量” 可理解为正、负电荷的代数和.例1 如图1所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )图1A.A端金箔张开,B端金箔闭合B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开D.选项A中两对金箔分别带异种电荷,选项C中两对金箔带同种电荷解析根据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电,在B端出现了正电,这样的带电并不是导体中有新的.电荷,只是电荷的重新分布.金箔上带电相斥而张开.选项A错误.用手触摸枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B端不再有电荷,金箔闭合.选项B正确.用手触摸导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应,A端所带负电便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金箔均张开.选项C正确.以上分析看出,选项D也正确.答案 BCD名师点拨本节要求知道三种起电方法的特点,接触起电带同种电荷,摩擦起电带等量的异种电荷,感应起电则是近异远同,注意用手触摸最远端是脚或地球.变式训练1 如图2所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A、B两个完全相同的枕形导体不带电.试问:图2(1)如何使A、B都带等量正电?(2)如何使A、B都带等量负电?(3)如何使A带负电B带等量的正电?答案见解析解析(1)把AB紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,把A与B分开后再用手摸一下B,则B所带的负电荷就被中和,再把A与B接触一下,A和B就带等量正电荷.(2)把AB紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,再用手摸一下A或B,则A所带的正电荷就被中和,而B 端的负电荷不变,移去C以后再把A与B分开,则A和B就带等量负电荷.(3)把AB紧密靠拢,让C靠近A,则在A端感应出负电荷,B 端感应出等量正电荷,马上把A与B分开,则A带负电B带等量的正电.例2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量6.4×10-9 C和-3.2×10-9 C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?解析当两小球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量QA′=QB′=QA+QB2=1.6×10-9 C在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带QB′的正电,这样,共转移的电子电荷量为ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C转移的电子数N=ΔQe=3.0×1010个答案见解析名师点拨对于两个带电小球电荷量重新分配的问题,如果是两个完全相同的小球,同性则总量平均分到一半,如异性则先中和,剩下的平均分配.如果未讲明相同的小球,不一定平均分配.变式训练2 有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5 C的正电荷,小球B、C不带电,现在让小球C先与球A 接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B与小球C 接触后分开,最终三球的带电荷量分别为qA=________ C,qB=________ C,qC=________ C.答案0.5×10-5 0.75×10-5 0.75×10-5【即学即练】1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷就是质子C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.元电荷就是自由电荷的简称答案 C解析最小的电荷量叫元电荷,表示跟电子所带电荷量数值相等.2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )A.摩擦起电说明电荷可以被创造B.摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上C.感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上D.感应起电是电荷在同一物体上的转移答案 BD解析摩擦起电是电子在物体之间的转移,而感应起电则是物体内部电子的转移.3.如图3所示,将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )图3A.枕形导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电子向A端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动答案 B解析导体中自由电子可以自由移动,正电荷是原子核,不能移动.4.带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的( )A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 CC.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C答案 A解析带电体所带电荷量只能是元电荷1.6 ×10-19 C的整数倍.1.下列关于电现象的叙述中正确的是( )A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B.摩擦可以起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量的异种电荷C.带电现象的本质是电子的转移,物体得到电子一定显负电性,失去电子显正电性D.当一种电荷出现时,必然有等量的异种电荷出现;当一种电荷消失时,必然有等量的异种电荷消失答案 BCD2.以下说法正确的是( )A.摩擦起电是自由电子的转移现象B.摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子C.感应起电是自由电子的转移现象D.金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷答案 AC解析摩擦起电是电子在物体之间的转移,感应起电则是物体内部电子的转移,所以A、C正确,B错误.金属导电是由于导体内有可以移动的自由电子,而不是正电荷,D项错.3.将两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一小段距离,发现两小球之间相互排斥,则A、B两球原来带电情况可能是( ) A.A和B原来带有等量异种电荷B.A和B原来带有同种电荷C.A和B原来带有不等量异种电荷D.A和B原来只有一个带电答案 BCD解析当A和B带有等量异种电荷时,接触一下后电荷被中和.A 项错误.4.将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图4所示,下列几种方法能使两球都带电的是( ) 图4A.先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C.先将棒接触一下其中一球,再把两球分开D.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电答案 AC解析A项正确,这是感应起电的正确操作步骤,B项错;C项正确,描述的是接触起电的操作步骤;D项错误,在感应起电中可以做到“棒带的电荷量不变,两导体球都带电”.5.如图5所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则( )图5A.金属球A可能不带电B.金属球A可能带负电C.金属球A可能带正电D.金属球A一定带正电答案 AB解析由题意可知验电器是带电的(因箔片有张角),当不带电的金属球A靠近验电器的小球B时,由于感应起电,金属球A会带上异种电荷,因异种电荷相吸,所以验电器上带的电荷会更多的聚集到小球B 上,箔片上聚集的电荷会减少,故张角减小,A项正确;当金属球A 带负电时,同样因异种电荷相吸,使得箔片上聚集的电荷减少,张角减小,B项正确.6. 绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如图6所示,现使b带正电,则( )图6A.b将吸引a,吸住后不放开B.b先吸引a,接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用D.b立即把a排斥开答案 B7.M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C,下列判断中正确的是( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子答案 C解析由电荷守恒可知C项正确.8.某人做静电感应实验,有下列步骤及结论:①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙,但甲、乙两球不接触.②用手指摸甲球.③手指移开.④移开乙球.⑤甲球带正电.⑥甲球不带电.下列操作过程和所得结论正确的有( )A.○1→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥C.○1→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤答案 C解析○1→②→③→④→⑤是做静电感应实验的正确步骤.9.两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8 C的电荷量,另一个带-2×10-8 C的电荷量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少?答案两球都带正电且均为2×10-8 C解析两个完全相同的金属球接触后再分开,要平均分配电荷量,故两球均带q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2 C=2×10-8 C,带正电.10. 如图7所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒钟有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量,求:图7(1)电子瓶上收集到多少个电子;(2)实验的时间为多长.答案(1)5×107 (2)5×103 s解析因每个电子的带电荷量为-1.6×10-19 C,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量,所以电子瓶上收集到的电子个数为n=(-8×10-12 C)/(-1.6×10-19 C)=5×107个实验的时间为t=(5×107)/104 s=5×103 s。
高中物理_静电现象的应用教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用新课导入创设情境通过播放一段“静电屏蔽”的视频,介绍静电现象的存在及在生活和科技方面的应用,提出该如何解释静电现象。
静电现象的视频第一层级研读教材确保每一位学生处于预习状态,要求在教材上划出重难点。
通读教材,作必要的标注,梳理出本节内容的大致知识体系。
PPT课件呈现学习目标完成学案巡视学生自主学习的进展,学生填写学案的情况。
尽可能多得独立完成学案内容,至少完成第一层级的内容。
结对交流指导、倾听部分学生的交流,初步得出学生预习的效果情况。
就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。
第二层级(小组讨论小组展示补充质疑教师点评)主题1:探究静电平衡学生对静电平衡的理解与实际情况的差异主要在过程的长短上。
另外处于静电平衡状态的导体内部依然有大量的自由电荷。
(1)动画演示,为什么金属导体在电场E0中会有电荷定向移动?(2)如图乙所示,导体两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果?(3)如图丙所示,为什么处于静电平衡的导体内部电场处处为零?口头表述动画演示主题2:导体上电荷的分布教师应指导学生如何阅读教材,在时间上也作要求,强化学生阅读能力。
阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点?进行演示实验:(1)进行如图甲、乙所示的实验,金属球d与金属筒C外表面接触后再接触不带电验电器A,发现了什么现象?金属球与金属筒C内表面接触后再接触不带电验电器A,又发现了什么现象?演示实验口头表述课后反思本节是这一章的难点,内容抽象、深奥,并且要很好的体现新课程理念。
上好本堂课就显得比较困难,所以必须注意下面几点:1.这节课内容抽象且较多做好演示实验是本节课的关键,一方面体现了物理是一门自然科学,同时也告诉学生学好物理课的一种方法:善于观察,善于总结,善于思考。
3.多媒体的合理应用也是这堂课的关键,特别是自由电子在金属导体中自由穿梭,然后将金属导体放入电场中,这些自由电子将做定向移动,以上的这些微观现象通过多媒体动画放映使学生理解的更深刻。
高中物理教案-理解静电平衡的概念-“黄冈杯”一等奖
(难点巩固)
1、 理解训练,判断正误
静电平衡的形成是电场叠加的结果
2.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,
若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘
中A点所激发的附加场强E′的方向在下图中正确的是( )
3、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,求: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和方向.
3、再观察flash动画:金属导体放入水平向右的匀强电场中
问:感应电荷量怎么变化的
感应电荷的电场强度是怎么变化的
导体中的合场强是怎么变化的
最终导体中的合场强等于多少
自由电子是否还会定向运动
4、分析、总结:最终导体中的合场强等于0,自由电子停止定向运动,这个状态就是静电平衡状态
5、问:导体处于静电平衡状态,有什么特点
从学生角度分析为什么难
1、有些学生还不知道金属的微观结构,故更难理解静电平衡的形成过程
2、有些学生没有学好电场的叠加,故更难理解静电平衡的形成过程
难点教学方法
通过flash动画演示为主要方法,把抽象的物理过程形象化:先通过flash演示金属的微观结构,使学生理解金属的微观结构,这是学好静电平衡的前提;再通过flash动画演示感应电荷的产生,感应电荷电场的产生、方向、变化情况;然后引导学生分析金属导体内部的合场强的变化情况,以及自由电子的定向运动情况,得出了静电平衡的概念。
教师姓名
冀泽圣
单位名称
拜城县第四高级中学
填写时间
学科
物理
年级/册
高二
教材版本
人教版
高三物理教案:《静电屏蔽》教学设计
高三物理教案:《静电屏蔽》教学设计一、教学目标1.了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象;2.理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点;3.了解静电屏蔽现象。
二、教学重点、难点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,这是重点。
2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因,这是难点。
三、教学方法:实验演示,计算机辅助教学四、教具:1.演示静电感应:起电机,感应电机(一对)、验电球、验电器(两个),带有绝缘支架金属球一个。
2.法拉第圆筒演示静电平衡导体,内部无净余电荷:法拉第圆筒,验电器(一个),验电球,起电机。
3.静电屏蔽演示:金属网罩(一个),带绝缘支架金属球,验电器。
4.计算机、大屏幕,自制CAI课件五、教学过程:(一)复习提问1.电场的重要性质是什么?对放入其中的电荷有力的作用。
2.导体的重要特征(或说导体导电的原因)是什么?导体内部有大量自由电荷。
3.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: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)引入新课实验1 利用起电机使绝缘金属球带电,从而产生电场,把感应起电机靠近A摆放,且接触良好。
将不带电验电球A先与B接触,再与验电器金属球D接触,如此反复,可见D金属箔张开。
同样,可让A与C接触,再与E接触,反复几次,可见E金属箔也张开。
由此可知B、C两端带电。
此时,若将A上电荷放掉,让A与C接触后与D接触,反复几次,可见D金属箔张角变小,可见B、C两端电荷异号。
1.静电感应(1)什么叫静电感应: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。
①可根据同性相斥、异性相吸,指出本实验中距A近端(B端)有与A异号的电荷,距A远端(C端)电荷与A同号。
高中物理《物体的平衡》教学设计 教科版必修1
第四章 物体的平衡一 课标要求:二 高考考纲要求: 物体的平衡为二级考点。
三 新课标在平衡问题中的考查:1.(12新课标)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N 1,球对木板的压力大小为N 2。
以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦,在此过程中 A .N 1始终减小,N 2始终增大 B .N 1始终减小,N 2始终减小 C .N 1先增大后减小,N 2始终减小 D .N 1先增大后减小,N 2先减小后增大 【答案】B2.(13新课标2)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用,F 平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 2>0)。
由此可求出 A .物块的质量 B .斜面的倾角 C .物块与斜面间的最大静摩擦力 C .物块对斜面的正压力 【答案】C3. (12年新课标卷24)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。
设拖把头的质量为m ,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g ,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。
(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。
(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。
已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。
求这一临界角的正切tan θ0。
[答案](1)mg F θμθμcos sin -=(2)λθ=0tan[解析](1)设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把,将推拖把的力沿竖直和水平分解,按平衡条件有N mg F =+θcos ① f F =θsin ②式中N 与f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。
按摩擦定律有N f μ= ③ 联立①②③式得mg F θμθμcos sin -=④(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应用 θs i n f ≤N λ ⑤ 这时,①式仍满足,联立①⑤式得θλθcos sin -≤Fmgλ⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围,注意到上式右边总是大于零,且当F 无限大时极限为零,有θλθcos sin -≤0 ⑦使上式成立的角满足θ≤θ0,这里是题中所定义的临界角,即当θ≤θ0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。
电场中的导体教案
教学目标 知识目标
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,电荷只分布在导体的外表面上;
3、知道静电屏蔽现象及其应用。 能力目标
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。 情感目标
1、在教学中要明确:我们研究静电平衡状态、导体 静电平衡时的特点,是通过理论分析得到的.这就要求 在讲解时,首先以电场的基本性质为基础,调动学生的 积极性,师生共同活动,使得学生清楚的知道推理过程, 以及结论和结论的由来,达到发展学生思维想象能力的 目的.
2、在教材中,讲解了一些验证性实验,使分析和推理 得出的结论能够通过实验得到验证,巩固学生对理论的 理解.教师在实验前可以让学生思考实验的理论基础,
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
教学建议 重点难点分析 一、基本知识点
1、静电感应现象。 1、静电平衡现象: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。 2、静电平衡状态的特点:
(1)处于静电平衡的导体,内部的场强处处为零; (2)处于静电平衡的导体,电荷只分布在导体的外表 面上。 3、静电屏蔽现象:处于静电平衡状态的导体,内部场 强处处为零,这样,导体壳就可以保护它所包围的区域, 使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏 蔽。 二、重点难点 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,这是本节的重点。 2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因, 这是本节的难点,同时也是本章的难点。 教学建议
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.
高中物理教学课例《静电现象的应用》课程思政核心素养教学设计及总结反思
视课堂,对学生完成情况做好记载。个别小组进行指导,
鼓励小组自己概括。
学生认真聆听,及时做好笔记,在导学提纲上及时
进行记录和订正,并就不清楚的位置继续质疑。 课例研究综
通过思、议、展环节的参与,教师的积极评价和评 述
讲,80%学生能够掌握静电平衡状态的形成过程和静电
电平衡的概念。 教学目标
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。
金属导体放在场中,达到静电平衡状态是一个非常
学生学习能 快的过程,但是对于这一过程的分析却十分重要,一定
力分析 要带领学生共同参与讨论这一过程,使学生明白自由电
荷不再定向移动的条件。
1.从场的基本特点、金属导体的结构特点入手,为
静电平衡状体的理解打下基础。
教学策略选
2.通过小组的展示过思、议、展环节的参与,教师的积极评价和
评讲,80%学生能够掌握静电平衡状态的形成过程和静
电平衡的特点。
按照导纲指引,认真阅读教材完成【基础感知】部
分
在教材上进行勾画圈点。学生通过教材的阅读,能 教学过程
平衡的特点
高中物理教学课例《静电现象的应用》教学设计及总结反思
学科
高中物理
教学课例名
《静电现象的应用》
称
本节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,应用经典平衡知 教材分析
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。
1.通过对道题的自由电荷运动情况的讨论,了解静
高中物理选修3-1全套教案
高中物理选修3-1 全套教案目录第一章静电场 (1)1.1电荷及其守恒定律 (2)1.2库仑定律 (5)1.3.1电场强度 (7)1.3.2专题:静电平衡 (11)1.4电势能电势 (14)1.5电势差 (16)1.6电势差与电势强度的关系 (18)1.7电容器与电容 (20)1.8带电粒子在电场中的运动 (22)第二章、恒定电流 (25)2.1、导体中的电场和电流(1课时) (25)2.2、电动势(1课时) (27)2.3、欧姆定律(2课时) (29)2.4、串联电路和并联电路(2课时) (31)2.5、焦耳定律(1课时) (33)第三章磁场教案 (35)3.1 磁现象和磁场(1课时) (35)3.2 、磁感应强度(1课时) (37)3.3 、几种常见的磁场(1.5课时) (39)3.4 、磁场对通电导线的作用力(1.5课时) (42)3.5、磁场对运动电荷的作用(1课时) (45)3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动(2课时+1练习) (48)认识静电教学目标1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.重点:电荷守恒定律难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程:一、复习初中知识:【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电.【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥,而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引,所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示. 电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.二、进行新课:(1)原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。
高中物理_静电感应现象的应用教学设计学情分析教材分析课后反思
为了更好的发挥出本节知识和知识以外的价值,培养学生的物理核心素养,本节课采取教师引导,学生理论推理、实验探究、实验证明的方式进行。
处于静电平衡状态的导体的特点是本节的重点,难点是对静电屏蔽、尖端放电的理解和应用。
本节课是对前六节知识的一次综合,学生在推理的过程中对旧知识会有一个复习和应用的过趣、加深对知识的理解。
我截取大型科学综艺类节目——“加油!向未来”中的一段精彩的“放电”视频,引发同学们的思考:为什么表演者的指尖会放出闪电,而其他部位不会放出闪电?表演者穿的衣服有什么特殊之处?以强烈的视觉冲击吸引学生注意力,激发他们学习本节课的愿望。
温故知新1、什么是静电感应现象?2、静电感应现象的实质是什么?3、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?1、 在讲解静电平衡时,通过精彩的动画,将在导体内部极短时间内达到的静电平衡,分解为三个部分,加深学生对于静电平衡+ - - + + + -的理解,利用清晰的语言,将静电平衡的原因讲明白,即: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E0在导体内叠加为零时,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。
在讲解静电平衡特点时,引导学生通过静电平衡时导体周围电场分布的情况,得出静电平衡的特点。
金属导体的特征: 由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成2、 静电感应现象问题: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? 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?.静电平衡:1)、静电平衡条件:2)、导体达到静电平衡特点: ①②③4、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 典例精析:知识点一 感应电荷产生的场强的计算例1. 如图1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?二导体表面电荷分布1)当导体达到静电平衡时,导体内部没有电荷,电荷只分布在导体表面2)当导体达到静电平衡时,导体表面越尖的地方,电荷分布的密集度越大。
人教版(2019)高一物理必修三 9.4.静电的防止与利用课件(共60张PPT)
3.静电复印的工作过程: (1)充电:通过电源使有机光导体鼓带上正电。 (2)曝光:利用光学系统将原稿上字迹的像成在有机光导体鼓上, 有字迹的地方保留正电荷。 (3)显影:带负电的墨粉被吸附在字迹成像处,显示出墨粉组成 的字迹。
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(4)转印:带正电的转印电极使白纸带上正电,带正电的白纸与 有机光导体鼓表面墨粉组成的字迹接触,将带负电的墨粉吸附在白 纸上。
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1.(多选)如图所示,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( )
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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 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
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[解析] 根据电场的叠加和静电平衡,球心 O 处的合场强为 0,
即感应电荷的电场强度与 A、B 两点电荷在 O 处所产生的合场强等
大、反向,即 E 感=EA+EB=kQl2+k2lQ2 =3kl2Q,A、B 在 O 处产生的 电场强度方向向左,所以 E 感向右。
[答案]
3kQ l2
方向向右
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2.如图所示,将悬在绝缘细线上带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(不跟球壁接触),再将一个悬挂在绝缘细线上的带负 电的小球 B 向 C 靠近,但不接触时( )
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A.小球 A 往左偏离竖直方向,小球 B 往右偏离竖直方向 B.小球 A 的位置不变,小球 B 往右偏离竖直方向 C.小球 A 往左偏离竖直方向,小球 B 的位置不变 D.小球 A 和 B 的位置都不变
新课标高中物理选修第7节 静电现象的应用教案
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。
新人教高中物理必修第三册9.4节静电的防止与利用课件
时会有触电的针刺感
一、静电平衡
如图所示,把一个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,从而使导 体两端出现等量异种电荷。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?
1、金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动。在导体 的两个侧面上将出现正负电荷。导体两个侧面出现的正负感应电荷在导体内部产生的附加电场E'与外加 电场E0的方向相反。
解析:A在金属空心球内,由于静电感应,使得C的外表面带正电,B、C相互吸引, 所以B向右偏;金属空心球C可以屏蔽外部B的电场,所以B的电场对空心球C的内部
无影响,所以A的位置不变。故B正确。
四、静电吸附
小油滴 +
+
+ 小油滴
+-
▲B附近的空气中气体分子被电离
小油滴
-
++ ++
小油滴
-
▲电子在向着正极A运动的过程 中,遇到油烟中的小油滴,会使 油滴带负电
解析:电工在进行高压作业时,要穿上用金属丝编织成的高压作业服,相当于把人体用 金属网罩起来。这样,外部电场就不会影响到人体,从而避免了强电场对人体的伤害。
尖端放电图解
尖端周围电场 很强
空气电 离
尖端上的电荷被中 和
等效于 尖端释放电荷
+
-
-
+ +-
-
+
+
+ +
+
-
++++++++
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专题:静电平衡
【教学三维目标】
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
【重点难点】
静电平衡状态
电场中导体的特点
【教学方法】
推理归纳法、问题解决法、实验法
【教具准备】
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【教学过程】
(一復习提问
1、什么是静电感应现象?
2、静电感应现象的实质是什么?
3、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?
(二)新课教学
一、电场中的导体
1金属导体的特征:
由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成
2、静电感应现象
问题: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?
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?
答:使空间电场重新分布源
电荷的电场使导体内部自由电子定向
移动
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:
⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)
⑵导体中没有自由电荷定向移动
⑶净电荷分布在导体表面
实验证明:法拉第圆筒实验
⑷导体表面附近电场线与表面垂直
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,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态
上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线【、静电屏蔽
1、空腔导体的特点:
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
(三)巩固练习
例1 :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
B
三点的场强:
A.
B.
C.
D. E A 丰
, E B=0 ,
E A 丰
, E B 丰
,
E A 丰
, E B 丰
, E A=0 , E B*
0 ,
E C=0
E C=0
E c^ 0
E C=0
例2: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
B带电情况:
A . A球带正电,
B . A球带正电,
C . A球不带电,
C靠近B,用手摸一下B球,再撤去导线,然后移走
B球带负电
B球不带电
B球带负电
QC
D .以上说法都不正确
例3: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在一条线
上,则棒上感应电荷在棒内中点向
(四)小结
1静电平衡状态下导体有什么特点?
2、静电屏蔽有哪几种情况?有哪些应用?【布置作业】O处产生的场强的大小
R处且与棒
______ ,方q
;
I-*
【教后记】
1 教材并没有安排这一节的内容,但在历届高考中都有体现,所以对于这块知识原则是讲清基础
知识,不追求深难偏。
2、学生对电场强度大小,方向的判断,导体内部外部的区别存在问题,准备在作业纸上让他们逐
步解决问题。