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

三维目标知识与技能

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。

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：

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。

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。

教学过程（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．

2、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。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。

这就是尖端放电引起的后果。

原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。

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，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气

被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电

晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象

2）、闪电防护

雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则．

一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接

击中

二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”

造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，

如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便

形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害．

三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不

可手持金属体高举头顶．

四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击．

总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷

的机会．

3）、介绍几种避雷针和武当雷火炼殿

2、静电屏蔽

1）演示实验．小鸟在笼中

2）演示：静电屏蔽

3）、用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽：

3、课堂练习

长为L 的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q 的点电荷放在与棒的左端距离为R 的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O 处产生的场强有多大？方向如何？

一，单项选择题

O

L

+q R

1.当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是

A ．外电场E 0消失

B ．感应电荷产生的电场E ′为零

C ．导体内部的合场强E 为零

D ．导体表面和内部的合场强均为零

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.如图所示，将一个验电器放在一个带正电的金属球，发现验电器的箔片会张开，则

A ．验电器的箔片不带电

B ．验电器的小球上带正电

C ．若用一个金属网罩将验电器罩住，验电器箔片将合拢

D ．验电器的小球上不带电

4.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正确的是

A.导体内部场强是0，所以电势也是0

B.电荷只分布在外表面，曲率半径小的地方场强大，所以电势高

C.电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面处处垂直

D.以上说法均不正确

5.一个带绝缘座的空心金属球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 球和A 球的内壁接触，则接触之后，A 、B 各带电量为

A.QA=10－8 C; QB=10－8 C

B.QA=2×10－8 C; QB=0

C.QA=0 ; QB=2×10－8 C

D.QA=4×10－8 C; QB=－2×10－8 C

6.如图所示，一个不带电的金属棒放在一个电量为+Q 的点电荷附近，点电荷到金属棒O 点的距离为R ，则以下错误的是 A ．点电荷在球心产生的场强仍为2R

kQ B ．点电荷在球心产生的场强变为2)r R (kQ C ．金属球上感应电荷在O 点产生的场强大小为

2R kQ ，方向由O 点指向点电荷 D ．金属球上感应电荷在球内各点产生的场强各不相同

7、导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 表面 （选择“外”或“内”）。

导体表面，越尖锐的位置，电荷密度越 （选择“大”或“小”）。

8、处于静电平衡状态的整个导体是个 ，它的表面是个 。

（地球是个等势体）

9、导体外表面处场强方向必跟该点的表面 （选择“垂直”或“平行”）。

10.处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处 ，把一个实心导体挖空，变成一个导体壳，· · R

+Q O