高中物理選修1－1《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》

1、新人教版高中物理選修11靜電現(xiàn)象的應(yīng)用精品教案課題§1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案課型新授三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、認(rèn)識(shí)靜電感應(yīng)，知道感應(yīng)起電的原理和感應(yīng)電荷正、負(fù)的判定。2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點(diǎn)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上；3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。過(guò)程與方法：通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析推理，培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。態(tài)度情感價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和推理，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法，以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。重點(diǎn)難點(diǎn)1靜電場(chǎng)中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性，即其電荷分布、電場(chǎng)分布等是重點(diǎn)。2運(yùn)用電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，分析、推理出實(shí)驗(yàn)

2、現(xiàn)象的成因是難點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程（一）復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課1思考與討論：（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？（2）自由電子怎樣移動(dòng)？（3）自由電子會(huì)在什么地方積聚？（4）電子的積聚會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（5）最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？電場(chǎng)中的導(dǎo)體2、問(wèn)題：當(dāng)我們把導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體上的自由電荷處于電場(chǎng)中將受電場(chǎng)力作用，這時(shí)的導(dǎo)體與無(wú)電場(chǎng)時(shí)的導(dǎo)體相比有什么不同特征？引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)：若是金屬導(dǎo)體，自由電子在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布，從而引起導(dǎo)體的某些新的性質(zhì)二、新課內(nèi)容：（一）靜電感應(yīng)1、演示實(shí)驗(yàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象：在電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感

3、應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)外電場(chǎng)撤掉，導(dǎo)體兩端電荷又中和，可見靜電感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體上凈電荷仍然為零將不帶電的導(dǎo)體置于電場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體那自由電荷受力，發(fā)生定向移動(dòng)，從而重新分布重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與原電場(chǎng)反向的電場(chǎng)，阻礙電荷定向移動(dòng)，該電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)減弱，只要內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零，導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷便繼續(xù)增加，導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)就會(huì)繼續(xù)削弱，直至導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)都等于零的時(shí)候?yàn)橹?，這時(shí)導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)總結(jié)：靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體上處處無(wú)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)特征：導(dǎo)體內(nèi)部處處場(chǎng)強(qiáng)為零在這個(gè)特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論，可得靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn)2

4、、強(qiáng)調(diào)：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零而且處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上這是為什么呢？為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，可采用反證法，若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷，電荷周圍有電場(chǎng)，那么導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動(dòng)（二）、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1、尖端放電 1）、演示尖端放電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端放電。再導(dǎo)體尖端附近放一根點(diǎn)燃的蠟燭。當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時(shí)候，火焰就好像被風(fēng)吹動(dòng)一樣朝背離尖端的方向偏移。這就是尖端放電引起的后果。原因：因?yàn)樵诩舛烁浇鼜?qiáng)電場(chǎng)的作用下空氣中殘留的離子會(huì)發(fā)生激烈的運(yùn)動(dòng)。在激烈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它們和空氣分子相碰時(shí)，會(huì)使空氣分子電

5、離，從而產(chǎn)生大量新的離子，這就使空氣邊得易于導(dǎo)電。與尖端上電荷同號(hào)的離子受到排斥而飛向遠(yuǎn)方，蠟燭的火焰偏移就是受到這種離子形成的“電風(fēng)”吹動(dòng)的結(jié)果。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電位面密，電場(chǎng)強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象2）、閃電防護(hù)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓” 造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，如若人的

6、兩腳分得很開，分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間便形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過(guò)人體使人受傷害 三是不可到孤立大樹下和無(wú)避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì)3）、介紹幾種避雷針和武當(dāng)雷火煉殿2、靜電屏蔽1）演示實(shí)驗(yàn)小鳥在籠中2）演示：靜電屏蔽3）、用靜電平衡現(xiàn)象的特征解釋靜電屏蔽：3、課堂練習(xí)OL+qR長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)有多大？方向如何？ 一， 單項(xiàng)選擇題1.當(dāng)導(dǎo)

7、體達(dá)到靜電平衡時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)方面的特征是 A外電場(chǎng)E0消失 B感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E為零C導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)E為零 D導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)均為零2.一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正電荷，其電場(chǎng)分布是圖中的哪一個(gè)3.如圖所示，將一個(gè)驗(yàn)電器放在一個(gè)帶正電的金屬球，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的箔片會(huì)張開，則 A驗(yàn)電器的箔片不帶電B驗(yàn)電器的小球上帶正電C若用一個(gè)金屬網(wǎng)罩將驗(yàn)電器罩住，驗(yàn)電器箔片將合攏D驗(yàn)電器的小球上不帶電4.導(dǎo)體自身帶電處于靜電平衡，下列說(shuō)法中正確的是A.導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)是0，所以電勢(shì)也是0B.電荷只分布在外表面，曲率半徑小的地方場(chǎng)強(qiáng)大，所以電勢(shì)高C.電荷只分布在外表面，電場(chǎng)線一定和外表面處處垂直D.

8、以上說(shuō)法均不正確5.一個(gè)帶絕緣座的空心金屬球A帶有4×108 C的正電荷，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×108 C的負(fù)電荷，使B球和A球的內(nèi)壁接觸，則接觸之后，A、B各帶電量為A.QA=108 C; QB=108 C B.QA=2×108 C; QB=0 C.QA=0 ; QB=2×108 C D.QA=4×108 C; QB=2×108 C··R+QO6.如圖所示，一個(gè)不帶電的金屬棒放在一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷附近，點(diǎn)電荷到金屬棒O點(diǎn)的距離為R ，則以下錯(cuò)誤的是A點(diǎn)電荷在球心產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)仍為B點(diǎn)電荷在球心產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)镃金屬球上感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由O點(diǎn)指向點(diǎn)電荷D金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)各不相同7、導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的 表面 （選擇“外”或“內(nèi)”）。導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度越（選擇“大”或“小”）。8、處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)，它的表面是個(gè)。（地球是個(gè)等勢(shì)體）9、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面（選擇“垂直”或“平行”）。10.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處，把一個(gè)實(shí)心導(dǎo)體挖空，變成一個(gè)導(dǎo)體殼，殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)仍處處為零，這樣，導(dǎo)體殼就可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做。11如圖所示，