高二物理1.7學(xué)案設(shè)計(jì)

1、學(xué)案設(shè)計(jì) 第一章靜電場(chǎng)7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因,理解什么是靜電平衡狀態(tài).2.理解靜電平衡時(shí),凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零.3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用.自主探究1.電場(chǎng)的重要性質(zhì)是. 2.導(dǎo)體的重要特征是. 3.靜電感應(yīng)現(xiàn)象: 4.靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是 5.尖端放電的原理是. 6.尖端放電的原理有何應(yīng)用?7.靜電有哪些應(yīng)用?8.哪些地方應(yīng)該防止靜電?合作探究一、靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的電場(chǎng)1.靜電平衡條件:. 2.導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡特點(diǎn):. . . 二、導(dǎo)體上的電荷分布特點(diǎn)如

2、下:1. 2. 三、尖端放電1.解釋:. 2.應(yīng)用:. 四、靜電屏蔽1.理解:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零.因此,可利用金屬外殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域不再受外界電場(chǎng)的影響,這一現(xiàn)象稱靜電屏蔽.2.兩種情況:金屬內(nèi)部空間不受殼外部電場(chǎng)的影響;接地的封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)殼外空間沒有影響.(2)靜電屏蔽的應(yīng)用生活中我們見到的哪些帶靜電的現(xiàn)象是有益的?【例題】如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端為R的某點(diǎn),當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為多少?【練習(xí)與提高】 如圖所示,把一個(gè)帶正電

3、的小球放入原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi),小球帶不帶電?課堂檢測(cè)1.導(dǎo)體處于靜電平衡,下列說法正確的是()A.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場(chǎng)B.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面C.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷的運(yùn)動(dòng)D.以上說法均不正確2.在下列措施中,能將產(chǎn)生的靜電盡快導(dǎo)走的是()A.飛機(jī)輪子上搭地線B.印染車間保持濕度C.復(fù)印圖片D.電工鉗柄裝有絕緣套3.如圖所示,帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體,空腔里面無電荷.在靜電平衡后,下列物理量中等于零的是()A.導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)C.導(dǎo)體外表面的電荷量D.導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量4.圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖.塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電

4、,在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的.下列表述正確的是()A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B.電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極C.帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同D.同一位置帶電量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大5.一個(gè)帶有絕緣座的空心金屬球殼A帶有4×10-8 C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10-8 C的負(fù)電荷,使B球與球殼A內(nèi)壁接觸.如圖所示,則A、B所帶電荷量分別為()A.QA=1×10-8 C,QB=1×10-8 CB.QA=2×10-8 C,QB=0C.QA=0,QB=2×10-8 CD.QA=4×1

5、0-8 C,QB=-2×10-8 C6.如圖所示,在原來不帶電的金屬桿ab附近P處,放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,達(dá)到靜電平衡后()A.a端的電勢(shì)比b端的高B.b端的電勢(shì)比d點(diǎn)的低C.a端的電勢(shì)不一定比d點(diǎn)的低D.桿內(nèi)c處電場(chǎng)方向由c指向b7.如圖所示,四組靜電實(shí)驗(yàn)中,能使左邊的驗(yàn)電器的金屬箔張開的是()8.電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的,下列說法正確的是()A.銅絲編織的衣服不容易拉破,所以用銅絲編織衣服B.電工被銅絲編織的衣服所包裹,使體內(nèi)電勢(shì)保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用C.電工被銅絲編織的衣服所包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用D.銅絲必須達(dá)到一定的厚度,才能對(duì)人體起到保護(hù)作用

6、9.如圖所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為q1=-9.0×10-9 C,q2=2.7×10-8 C,彼此相距r=6 cm,在其連線中點(diǎn)處放一半徑為1 cm的金屬球殼,求球殼上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.參考答案自主探究1.對(duì)放入其中的電荷有力的作用2.金屬導(dǎo)體中原子由原子核和電子組成,離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng),成為自由電子,失去這種電子的原子便成為帶正電的離子3.呈電中性狀態(tài)的金屬導(dǎo)體放入靜電場(chǎng)中,導(dǎo)體內(nèi)自由電子便會(huì)因受到與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反的電場(chǎng)力的作用而向電場(chǎng)強(qiáng)度的反方向定向移動(dòng).兩端出現(xiàn)不同的電荷分布4.導(dǎo)體兩面出現(xiàn)的正負(fù)電荷會(huì)

7、在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場(chǎng)E0方向相反的感應(yīng)電場(chǎng)E.這兩個(gè)電場(chǎng)疊加,使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)減弱5.所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,與尖端上的電荷中和6.可以應(yīng)用到避雷針上7.靜電除塵,靜電復(fù)印,靜電噴漆8.靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi),如油罐、紡織廠、危險(xiǎn)制品等地方都必須避免靜電合作探究一、靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的電場(chǎng)1.E內(nèi)=02.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,它的表面是個(gè)等勢(shì)面導(dǎo)體外表面處任一點(diǎn)的電場(chǎng)線方向跟該點(diǎn)的表面垂直二、導(dǎo)體上的電荷分布1.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的表面2.在導(dǎo)體外表面,越尖銳的位置電荷的密度

8、(單位面積的電荷量)越大,凹陷的位置幾乎沒有電荷三、尖端放電1.所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,與尖端上的電荷中和;這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷2.避雷針?biāo)摹㈧o電屏蔽(2)靜電復(fù)印、靜電除塵、靜電紡紗.【例題】當(dāng)達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體棒內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零,即棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為零.【練習(xí)與提高】小球和球殼內(nèi)表面均不帶電,正電荷只分布在球殼外表面.課堂檢測(cè)1.D解析:導(dǎo)體處于靜電平衡,導(dǎo)體內(nèi)部不是沒有電場(chǎng),而是外電場(chǎng)與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,但兩電場(chǎng)強(qiáng)度仍然存在,故選項(xiàng)A錯(cuò);對(duì)于選項(xiàng)B,不能說沒有電荷,凈電荷只分布在外表面上,自由電子和正電荷仍存在,只是

9、顯中性,故選項(xiàng)B錯(cuò);對(duì)于選項(xiàng)C,導(dǎo)體內(nèi)部的電荷(電子與正電荷)的熱運(yùn)動(dòng)仍然存在,故選項(xiàng)C錯(cuò).2.AB解析:飛機(jī)在飛行中與空氣摩擦?xí)r,飛機(jī)外表面聚集了大量靜電荷,降落時(shí)會(huì)對(duì)地面人員帶來危害及火災(zāi)隱患,因此飛機(jī)降落時(shí)要及時(shí)導(dǎo)走機(jī)身聚集的靜電,采取的措施是在輪胎上安裝地線或用導(dǎo)電橡膠制造輪胎;在印染工作車間也同樣容易產(chǎn)生靜電,靜電會(huì)給車間帶來火災(zāi)隱患,為防止火災(zāi)發(fā)生,其中安全措施之一就是使車間保持濕度,從而通過濕潤(rùn)的空氣及時(shí)導(dǎo)走靜電;在復(fù)印圖片時(shí),需要應(yīng)用靜電;電工鉗柄裝有絕緣套是防止導(dǎo)電,保護(hù)電工的安全.3.ABD解析:靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零,且內(nèi)表面不帶電,故選項(xiàng)A、D正確;由于導(dǎo)

10、體接地,故整個(gè)導(dǎo)體的電勢(shì)為零,B正確.4.BD解析:放電極吸附塵埃使塵埃帶負(fù)電,受力與電場(chǎng)方向相反,選項(xiàng)A、C錯(cuò),選項(xiàng)B、D正確.5.B解析:根據(jù)接觸帶電原理和靜電平衡條件知,正負(fù)電荷先中和,剩余電荷只能分布在導(dǎo)體外表面,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.6.B解析:首先畫出電場(chǎng)線(如圖所示),沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,b端電勢(shì)比d點(diǎn)低,選項(xiàng)B正確;金屬桿ab靜電平衡后是一個(gè)等勢(shì)體,a端電勢(shì)等于b端電勢(shì),也比d點(diǎn)低,選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤;靜電平衡后的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.A解析:處于靜電平衡下的導(dǎo)體所帶的電荷分布在導(dǎo)體的外表面,故A操作正確、B、C操作錯(cuò)誤;D中由于靜電屏蔽的作用,驗(yàn)電器不受外電場(chǎng)的影響,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.8.C解析:當(dāng)人體直接處于強(qiáng)大電場(chǎng)之中時(shí),很容易由于靜電感應(yīng)而被電到.但若被銅絲編織的衣服所包裹,當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),銅絲衣服的屏蔽作用使人體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用.9.解析:由于球殼達(dá)到靜電平衡后各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,故感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與q1和q2在O處電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和等大反向,設(shè)由O指向B方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度正方向,即