靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 導(dǎo)學(xué)案

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：第一章靜電場(chǎng)第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)一、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)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零3．知道靜電屏蔽及其應(yīng)用4．經(jīng)歷分析放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的過(guò)程重點(diǎn)：理解靜電平衡的條件和特點(diǎn)解決問(wèn)題的方法難點(diǎn)：1．理解靜電平衡的條件和特點(diǎn)；2．理解靜電屏蔽及其應(yīng)用教學(xué)方法：推理歸納法、問(wèn)題解決法、實(shí)驗(yàn)法二、溫故知新二、溫故知新1．電場(chǎng)的基本特性：2．金屬導(dǎo)體的特征：由做熱振動(dòng)的和做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的組成3．靜電感應(yīng)現(xiàn)象指4．靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是三、自學(xué)提綱三、自學(xué)提綱1.放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體是怎樣達(dá)到靜電平衡的？

2.達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體有什么特點(diǎn)？

3.導(dǎo)體上的電荷是如何分布的怎樣證明與分析4.什么是尖端放電為什么會(huì)發(fā)生尖端放電5.什么是靜電屏蔽它有什么應(yīng)用四、探究導(dǎo)航四、探究導(dǎo)航【探究一】靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)是怎樣的？1．問(wèn)題：一個(gè)不顯電性的金屬中性導(dǎo)體放在電場(chǎng)中為何兩端又能顯示出電性呢？引入金屬導(dǎo)體后會(huì)對(duì)空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有影響嗎是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場(chǎng)嗎2．理論分析：3．結(jié)論：4．如圖在靜電感應(yīng)時(shí)用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電？

++－－＋＋＋－若將導(dǎo)體接地則情況如何左端接地呢

5．靜電平衡的特點(diǎn)：⑴內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)（如果不滿(mǎn)足則自由電子將直至）⑵導(dǎo)體的表面是，整個(gè)導(dǎo)體是?！睢钚≡嚺５?：如圖所示，A、B是兩個(gè)架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走C球，則A、B帶電情況（）AB+CA．AAB+CB．A球帶正電，B球不帶電C．A球不帶電，B球帶負(fù)電D．以上說(shuō)法都不正確【探究二】導(dǎo)體上電荷的分布演示法：1.拉第圓筒實(shí)驗(yàn)2．結(jié)論：凈電荷分布在導(dǎo)體導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)線與表面導(dǎo)體尖端處電荷密度3．理論分析：理論證明：反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)+－－＋+－－＋＋＋－上圖空間實(shí)際電場(chǎng)分布，不會(huì)出現(xiàn)虛線電場(chǎng)線（為什么）【探究三】尖端放電1．導(dǎo)體尖端的電荷密度大，給周?chē)h(huán)境帶來(lái)了什么影響？

2．尖端放電現(xiàn)象給我們什么啟示有哪些應(yīng)用+【探究四】靜電屏蔽+1.空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)：凈電荷只分布在，內(nèi)表面，空腔內(nèi)沒(méi)有。+2.靜電屏蔽:+++＿＿＿＋＋＋外部電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部?jī)x器沒(méi)有影響。若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對(duì)內(nèi)沒(méi)有影響，但內(nèi)對(duì)外有影響。實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小++若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響3.應(yīng)用:電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩；通信電纜版面包一層鉛皮；高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣；通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱?！睢钚≡嚺５?：如圖所示，在一個(gè)原來(lái)不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)（）+ABCA．EA≠0，EB=0，E+ABCB．EA≠0，EB≠0，EC=0C．EA≠0，EB≠0，EC≠0D．EA=0，EB≠0，EC=0五、應(yīng)用學(xué)習(xí)五、應(yīng)用學(xué)習(xí)題型一：對(duì)靜電平衡的理解及應(yīng)用[例題1]長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷放在距導(dǎo)體棒左端R處，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于________，方向________。[審題指導(dǎo)]解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度是點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)與感應(yīng)電荷形成的電場(chǎng)的矢量和。(2)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向。規(guī)律方法：根據(jù)場(chǎng)源電荷和感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的特點(diǎn)，可知在導(dǎo)體內(nèi)部的同一點(diǎn)，感應(yīng)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反。因此，可將求解感應(yīng)電荷電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題，轉(zhuǎn)換為求解場(chǎng)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的問(wèn)題。[變式訓(xùn)練1]一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則()A．Ea最大 B．Eb最大C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec題型二：對(duì)靜電屏蔽現(xiàn)象的理解[例題2如圖所示，一個(gè)不帶電的導(dǎo)體球N，置于空心導(dǎo)體球M附近，現(xiàn)將另一個(gè)帶電荷量為Q的金屬球放于空腔導(dǎo)體M內(nèi)，則()A．若M接地，N上無(wú)感應(yīng)電荷B．若M不接地，且M原來(lái)不帶電，N上無(wú)感應(yīng)電荷C．若M不接地，且M原來(lái)不帶電，N上有感應(yīng)電荷D．若M不接地，且M原來(lái)帶電，N上一定有感應(yīng)電荷[思路點(diǎn)撥]M接地，起到屏蔽外部的作用，只有M內(nèi)有電場(chǎng)，N上當(dāng)然就沒(méi)有感應(yīng)電荷；若M不帶電，也不接地，在M內(nèi)外都有發(fā)散電場(chǎng)。借題發(fā)揮：不接地的空腔可以屏蔽外界電場(chǎng)，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場(chǎng)，其本質(zhì)都是由于激發(fā)電場(chǎng)與感應(yīng)電場(chǎng)疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清原電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，感應(yīng)電場(chǎng)以及疊加后的合電場(chǎng)。[變式訓(xùn)練2]如圖所示，原來(lái)不帶電的金屬球殼內(nèi)壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不與球殼接觸，則()A．球殼內(nèi)壁帶負(fù)電B．球殼外壁帶正電C．球殼外壁不帶電D．若將接地線去掉再移出正電荷，球殼外壁帶負(fù)電六、自我知識(shí)建構(gòu)六、自我知識(shí)建構(gòu)七七、當(dāng)堂檢測(cè)

A組基礎(chǔ)鞏固1．處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的原因是()A．導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)任何電場(chǎng)B．外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部C．所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零D．外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零2．如圖所示，在原來(lái)不帶電的金屬細(xì)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(chǎn)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(chǎn)端的電勢(shì)不一定比d點(diǎn)的低D．桿內(nèi)c處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由a指向b3.導(dǎo)體球殼B帶有正電荷Q，其中心處放有導(dǎo)體球A，用細(xì)金屬絲通過(guò)B上的小孔與地相連(細(xì)金屬絲不與球殼B相碰)，如圖所示。則導(dǎo)體球A()A．不帶電B．帶正電C．帶負(fù)電D．可能帶正電，也可能帶負(fù)電B組能力提升4.如圖所示，在孤立點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中，金屬圓盤(pán)A處于靜電平衡狀態(tài)，若金屬圓盤(pán)平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，試在圓盤(pán)A內(nèi)做出由盤(pán)上感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線(用實(shí)線表示電場(chǎng)線，要求嚴(yán)格作圖)。八八、補(bǔ)償訓(xùn)練[課時(shí)跟蹤訓(xùn)練](滿(mǎn)分50分時(shí)間30分鐘)一、選擇題(本大題共8個(gè)小題，每小題4分，共計(jì)32分。每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1.如圖所示為空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小金屬球放入腔內(nèi)，靜電平衡時(shí)，圖中A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)φ的關(guān)系是()A．EA>EB>EC，φA>φB>φCB．EA＝EB>EC，φA＝φB>φCC．EA＝EB＝EC，φA＝φB>φCD．EA>EB>EC，φA>φC>φB2．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是()A．云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D．以上說(shuō)法都不對(duì)3.如圖所示，一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為EA。在A球球心與P點(diǎn)連線上有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷B，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EB。當(dāng)A、B同時(shí)存在時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)為()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上說(shuō)法都不對(duì)4.圖中接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q，到球心的距離為r。該點(diǎn)電荷在金屬球上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在球心的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于()A.eq\f(kQ,r2)－eq\f(kQ,R2) B.eq\f(kQ,r2)＋eq\f(kQ,R2)C．0 D.eq\f(kQ,r2)5．如圖所示，A為空心金屬球，B為金屬球，將另一帶正電的小球C從A球開(kāi)口處放入A球中央，不接觸A球，然后用手摸一下A球，再用手接觸一下B球，再移走C球，則()A．A球帶負(fù)電，B球帶正電B．A球帶負(fù)電，B球不帶電C．A、B兩球都帶負(fù)電D．A、B兩球都帶正電6．如圖所示，B是帶有絕緣支架的空腔帶電金屬球殼，A是驗(yàn)電器，A、B相距較遠(yuǎn)，導(dǎo)線C的一端接驗(yàn)電器的金屬球，下列現(xiàn)象正確的是()A．將C的另一端與B的外殼接觸，驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)B．將C的另一端與B的內(nèi)表面接觸，驗(yàn)電器的金屬箔張開(kāi)C．將C的另一端與B的外殼接觸，驗(yàn)電器的金屬箔不張開(kāi)D．將C的另一端與B的內(nèi)表面接觸，驗(yàn)電器的金屬箔不張開(kāi)7.如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng))，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．小球做先減速，后加速的運(yùn)動(dòng)C．小球的電勢(shì)能保持不變D．電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為零8．(2014·蘇州高二檢測(cè))如圖所示，把一個(gè)不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a、b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是()A．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從枕形導(dǎo)體流向地B．閉合開(kāi)關(guān)S2，有電子從枕形導(dǎo)體流向地C．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從地流向枕形導(dǎo)體D．閉合開(kāi)關(guān)S2，沒(méi)有電子通過(guò)S2二、非選擇題(本題共2小題，共18分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算