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高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场7 静电现象的应用学案
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场7 静电现象的应用学案，共4页。学案主要包含了学习目标，温故知新，自学提纲，探究导航，课堂检测等内容，欢迎下载使用。
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
4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程
重点
静电平衡状态
电场中导体的特点
解决问题的方法
推理归纳法、问题解决法、实验法
二、温故知新
1．电场的基本特性：
2．金属导体的特征：
由做热振动的 和做无规则热运动的 组成
3．静电感应现象指
4．静电感应现象的实质是
三、自学提纲
1.放在电场中的导体是怎样达到静电平衡的？
2.达到静电平衡状态的导体有什么特点？
3.导体上的电荷是如何分布的？怎样证明与分析？
4.什么是尖端放电？为什么会发生尖端放电？
5.什么是静电屏蔽？它有什么应用？
四、探究导航
【探究一】静电平衡状态下导体的电场是怎样的？
1．问题：一个不显电性的金属中性导体放在电场中为何两端又能显示出电性呢？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？
2．理论分析：
3．结论：
4．如图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？
5．静电平衡的特点：
⑴内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 ____ ）
⑵导体的表面是 ，整个导体是
【探究二】导体上电荷的分布
演示法
拉第圆筒实验
2．结论：净电荷分布在导体 导体表面附近电场线与表面
导体尖端处电荷密度
3．理论分析：
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 ，导体就不是处于静电平衡状态
+
－
－
＋
＋
＋
－
4．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（为什么）
【探究三】尖端放电
1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？
2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？
+
＿
＿
＿
＋
＋
＋
【探究四】静电屏蔽
空腔导体的特点：
净电荷只分布在 ，内表面 ，
空腔内没有电场
+
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
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
〖例题〗+
A
B
C
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：
A．EA≠0 ，EB =0 ，EC =0
B．EA≠0 ，EB ≠0 ，EC =0
C．EA≠0 ，EB≠0 ，EC ≠0
D．EA=0 ，EB ≠0 ，EC =0
〖针对练习1〗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
B
+
C
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
+
R
L
O
q
〖针对练习2〗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 。
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？
小结本节知识：
五、课堂检测
1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 ( )
A．a带正电，b带负电 B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 E．a、b均不带电
2．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则 ( )
A．当＋Q在球壳中央时，Ep＝0
B．不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零
C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，Ep＝0
D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零
3．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是图2中的哪一个（ )
4．一带正电的绝缘金属球壳A，顶部开孔，有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接，让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图3位置，C球放A球壳外离A球较远，待静电平衡后，正确的说法是 ( )
A．B、C球都带电 B．B球不带电，C球带电
图4
C．让C球接地后，B球带负电 D．C球接地后，A球壳空腔中场强为零
5．有一绝缘空心金属球A，带有4×10-6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10-6C的负电荷．若把B球跟A球的内壁相接触，如图4所示，则B球上电量为______C，A球上电量为_______C，分布在_______．
图5
6．如图5，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_____方向_________。
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
4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程
重点
静电平衡状态
电场中导体的特点
解决问题的方法
推理归纳法、问题解决法、实验法
二、温故知新
1．电场的基本特性：
2．金属导体的特征：
由做热振动的 和做无规则热运动的 组成
3．静电感应现象指
4．静电感应现象的实质是
三、自学提纲
1.放在电场中的导体是怎样达到静电平衡的？
2.达到静电平衡状态的导体有什么特点？
3.导体上的电荷是如何分布的？怎样证明与分析？
4.什么是尖端放电？为什么会发生尖端放电？
5.什么是静电屏蔽？它有什么应用？
四、探究导航
【探究一】静电平衡状态下导体的电场是怎样的？
1．问题：一个不显电性的金属中性导体放在电场中为何两端又能显示出电性呢？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？
2．理论分析：
3．结论：
4．如图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？
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若将导体接地则情况如何？左端接地呢？
5．静电平衡的特点：
⑴内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 ____ ）
⑵导体的表面是 ，整个导体是
【探究二】导体上电荷的分布
演示法
拉第圆筒实验
2．结论：净电荷分布在导体 导体表面附近电场线与表面
导体尖端处电荷密度
3．理论分析：
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 ，导体就不是处于静电平衡状态
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4．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（为什么）
【探究三】尖端放电
1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？
2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？
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【探究四】静电屏蔽
空腔导体的特点：
净电荷只分布在 ，内表面 ，
空腔内没有电场
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静电屏蔽:
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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
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若将球壳接地，则内外各不影响
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
〖例题〗+
A
B
C
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：
A．EA≠0 ，EB =0 ，EC =0
B．EA≠0 ，EB ≠0 ，EC =0
C．EA≠0 ，EB≠0 ，EC ≠0
D．EA=0 ，EB ≠0 ，EC =0
〖针对练习1〗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
B
+
C
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
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〖针对练习2〗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 。
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？
小结本节知识：
五、课堂检测
1．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 ( )
A．a带正电，b带负电 B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 E．a、b均不带电
2．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则 ( )
A．当＋Q在球壳中央时，Ep＝0
B．不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零
C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，Ep＝0
D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，Ep一定为零
3．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是图2中的哪一个（ )
4．一带正电的绝缘金属球壳A，顶部开孔，有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接，让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图3位置，C球放A球壳外离A球较远，待静电平衡后，正确的说法是 ( )
A．B、C球都带电 B．B球不带电，C球带电
图4
C．让C球接地后，B球带负电 D．C球接地后，A球壳空腔中场强为零
5．有一绝缘空心金属球A，带有4×10-6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10-6C的负电荷．若把B球跟A球的内壁相接触，如图4所示，则B球上电量为______C，A球上电量为_______C，分布在_______．
图5
6．如图5，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_____方向_________。
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