第一章 7 静电现象的应用

7静电现象的应用

[学习目标] 1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用．

一、静电平衡状态下导体的电场

1．静电平衡状态：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态．

2．静电平衡状态的特征

(1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零．

(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．

(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．

二、导体上电荷的分布

1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面．

2．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷．

三、尖端放电

1．空气的电离：导体尖端的电荷密度很大，电场很强，带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使空气分子的正负电荷分离的现象．

2．尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．

3．尖端放电的应用与防止

(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．

(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失．

四、静电屏蔽

1．静电屏蔽

金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫做静电屏蔽．2．静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连．

判断下列说法的正误．

(1)静电平衡时，导体内的自由电子不再定向移动．(√)

(2)处于静电平衡状态的导体是个等势体，且电势为零．(×)

(3)处于静电平衡状态的导体内部场强为零．(√)

(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×)

(5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开．(×)

(6)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，原因是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内场强为零．(√)

一、静电平衡状态下的导体

如图1所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体AB、CD两面出现等量异号电荷，请思考下列问题：

图1

(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？

(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？

答案(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动，向着与电场方向相反的方向定向移动．(2)不能．感应电荷产生的电场与外加电场方向相反，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止．

1．处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′.

2．孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.

3．处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面，所以导体表面的电场线应与导体表面

垂直．

例

1在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r?l)的空心金属球，且球心位于O点，如图2所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多大？方向如何？

图2

答案 3kQ l 2

方向向右 解析 根据电场的叠加和静电平衡，球心O 处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A 、B

两点电荷在O 处所产生的合场强等大、反向，即E 感＝E A ＋E B ＝k Q l 2＋k 2Q l 2＝3kQ l

2，A 、B 在O 处产生的场强方向向左，所以E 感向右．

求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法是：

(1)先求出外电场场强E 外的大小和方向.

(2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E 合＝0.

(3)由E 外＋E 感＝0，求出感应电场E 感的大小和方向.

针对训练1 一金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，如图3所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a 、b 、c 三点的场强大小分别为E a 、E b 、E c ，三者相比( )

图3

A．E a最大B．E b最大

C．E c最大D．E a＝E b＝E c

答案 C

解析处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的合场强都为零，静电平衡的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点形成的电场的场强等大反向，比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN的电场在这三点的场强，由于c点离MN最近，故MN的电场在c点的场强最大，感应电荷电场在c点的场强也最大，故选项C正确．

二、导体上电荷的分布

静电平衡时，导体上的电荷分布规律

1．净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷．

2．感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图4甲所示．

3．净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示．

甲乙

图4

例

2(多选)如图5所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()

图5

A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触

B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触

C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触

D．使验电器A靠近B

答案BCD

解析A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验

电器箔片不张开；B项中可以使取电棒带电，从而使A带电；C项中用带绝缘外皮的导线实际上是将验电器A和C连成了一个导体，A因接触而带电；D项中是感应起电．所以B、C、D项正确．

针对训练2如图6所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是()

图6

A．只有球壳外表面带正电

B．球壳的内表面带负电，外表面带正电

C．球壳的内、外表面都带正电

D．球壳的内表面带正电，外表面带负电

答案 A

解析小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错．

三、静电屏蔽

(1)如图7甲所示，使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔片是否张开？

图7

(2)如图乙，若用一个金属网罩把验电器罩住，再让带电金属球靠近验电器，验电器的箔片是否张开？这些现象说明了什么？

(3)如图丙，金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电器靠近金属网罩，如图丁，把金属网罩接地．图丙验电器的箔片是否张开？图丁验电器的箔片是否张开？这些现象说明了什么？答案(1)使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔片会张开．

(2)用一个金属网罩把验电器罩住，再让带电金属球靠近，验电器的箔片不张开，说明图甲中的验电器受到附近带电体的影响；图乙中金属网罩内的验电器不受附近带电体的影响．(3)金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电器靠近金属网罩，验电器箔片张开，把金属网罩接地，验电器箔片不张开，这些现象说明网罩不接地时内部带电体能影响外界；金属网罩接地时，内部带电体不影响外界．

1．静电屏蔽的实质

静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零．

2．静电屏蔽的两种情况

例

3将悬挂在绝缘细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图8所示，则()

图8

A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向

B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向

C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变

D．A和B的位置都不变

答案 B

解析带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，由于静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此B所在处有电场，所以B在电场力作用下向右偏而靠近C；由于空心球能屏蔽B球的电场，所以，A所在处电场强度为零，故A球不受电场力作用，位置不变．故B 正确．

1．(静电屏蔽)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()

A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全

B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好

C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死

D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险

答案 B

解析电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误．塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确．小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误．打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误．

2.(尖端放电)如图9所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极．金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头．逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象．先产生放电现象的是()

图9

A．A金属柱

B．B金属柱

C．A、B金属柱同时

D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱

答案 A

解析由于导体尖端电荷比较密集，故容易产生放电现象，选项A正确．

3．(静电平衡状态导体特点)(2016·江苏卷)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图10所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()

图10

A ．A 点的电场强度比

B 点的大

B ．小球表面的电势比容器内表面的低

C ．B 点的电场强度方向与该处内表面垂直

D ．将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力所做的功不同

答案 C

解析 由电场线的疏密表示电场强度大小可知，A 点的电场强度比B 点的小，A 项错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，B 项错误；容器的内表面为一等势面，内表面处各点场强的方向与等势面垂直，C 项正确；容器内表面为等势面，在等势面上移动电荷，电场力不做功，D 项错误．

4.(感应电场的计算)长为l 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图11所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P 处产生的电场强度大小等于______，方向为________．

图11

答案 kq

(R ＋l 2)2 向左 解析 导体棒在点电荷＋q 的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任意一点都受两个电场的影响，即外电场：＋q 在该点形成的电场E 0；附加电场：棒上感

应电荷在该点形成的电场E ′，达到静电平衡状态时E ′＝E 0.则E ′＝E 0＝kq (R ＋l 2

)2.E ′和E 0方向相反，方向向左．

静电现象的应用(练习题)

静电现象的应用 知识点一：静电平衡的特点 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)静电平衡状态导体的特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零． （即：外电场E 与导体两端的感应电荷产生的附加电场E ′的合场强为零，E ′＝－E .） ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面垂直． ③静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是等势面 ④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体外表面上． 题型一：对静电平衡的理解 练习1．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是(D ) A ．导体内部既无正电荷，又无负电荷 B ．导体内部和外表面处的电场均为零 C ．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零 D ．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果 题型二： 感应电荷产生的场强的计算 求解此类问题时应当明确以下两点： (1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，其实质是合场强为零． (2)比较感应电荷产生的附加电场的大小、方向时，应以产生外加电场的电荷为研究对象． 练习2:长为l 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图1－7－ 3所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场 强度大小等于________，方向 ________. 【答案】 kq R ＋ L 2 2 向 左 练习3:.图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r 。静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为( D ) A ．k －k B ．k ＋ C ．0 D ．k 题型三：感应电场电场线的确定 练习4．如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q 的点电荷放在盒左边附 近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子 内部产生的电场分布情况正确的是( ) 【答案】 C 题型四：静电平衡的导体的电势分布

静电现象的应用知识要点和常见题型总结

第七节静电现象的应用 【知识要点】 要点一处理静电平衡的“观点” 1．远近观 “远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观 “整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况． 要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？ 1．两种情况 (1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示． (2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示． 图1－7－2 2．实现过程 (1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽． (2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用． 3．本质：静电感应与静电平衡. 【例题分析】 一、静电平衡下的导体 【例1】如图所示， 图1－7－一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空 间P点产生的电场强度的大小为E A.在A球球心与P点连线上 有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为E B.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()

A．E B B．E A＋E B C．|E A－E B| D．以上说法都不对 答案 D 解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为E A，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强E A′不等于E A.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为E B，当点电荷与导体球A 同时存在时，P点的场强应由E A′与E B叠加而成，而不是由E A与E B叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的． 二、静电平衡 【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属 图1－7－4 空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C 靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有() A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 答案 B 解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变． 【对点练习】 1.下列措施中，属于防止静电危害的是()

高中物理第一章第7节静电现象的应用教案新人教版选修3-1

7．静电现象的应用 教材分析 本节教材是电场知识的应用。静电平衡状态及静电平衡下的导体的特点及导体上电荷的分布情况是本节的重点。教学中要重视两方面的处理：一是重视推理的过程，教学中务必使学生清楚地知道推理过程，这样才能做到不仅知道结论，而且知道这个结论是怎样得来的，以加深理解；二是重视实验和动画演示，使学生在理论和实际的结合中理解知识。 对静电屏蔽的讲解，同样需要使学生在理论和实际的结合中理解知识。在使学生理解把导体挖空这个推理过程的同时要做好实验，让学生清楚地看到静电屏蔽现象。 学情分析 学生已经学习了电场的基本知识，了解了电场的力的性质和能的性质，具备了学习本节内容的知识基础。同时学生在日常生活中也了解一些关于静电现象应用的实例。但由于本节内容较抽象，学生的感性认识较少，一些结论也较难理解，学生对静电现象的认识往往只停留在表面，会给本节内容的学习带来一定的影响。 设计思路 《静电现象的应用》是本章的难点内容，概念规律非常抽象。学生只有在老师的指导下参与探究全过程，才能深刻理解电平衡状态下导体的特点、规律。克服思维定势的负迁移和主观臆断的不良倾向，培养学生认真严谨的科学探究品质。 本课题设计的另一思路旨在让学生认真讨论，积极参与，体验探索自然规律的艰辛和喜悦。培养学生学习物理的兴趣。这也是新课改的重要内容。 本节教学设计的过程为：首先学生活动，对不带电的金属导体放入电场中发生静电现象的讨论；然后学生归纳，教师总结得出静电平衡状态下导体的特点。最后通过例题巩固加深理解。 三维目标 知识与技能 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．知道尖端放电、静电屏蔽及其应用。 过程与方法 1．培养学生的观察能力，逻辑推理的能力，分析问题的能力； 2．掌握分析和综合等思维方法。 情感态度与价值观 1．使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义； 2．渗透具体问题具体分析的方法。 教学重点 静电平衡导体的场强和静电荷分布的特点。 教学难点 电场中导体的特点。 教学方法 推理归纳法、问题解决法、实验法。 教具准备 验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干。视频资料，多媒体设备。 教学过程

2019-2020年高中物理 第1章 第7节 静电现象的应用课后强化演练(含解析)新人教版选修3-1

2019-2020年高中物理第1章第7节静电现象的应用课后强化演练（含解析） 新人教版选修3-1 一、选择题 1．一个带电金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部场强( ) A．一定增强B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱D．不变 解析：无论金属球带多少电荷，处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，故D项正确． 答案：D 2.如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是( ) A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势 C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量 解析：静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电，故选项A、D正确；由于导体接地，故整个导体的电势为0，选项B正确；导体外表面受带电体Q的影响，靠近Q的一端带负电荷，故所带电荷量不为零，故选项C不正确． 答案：ABD 3．关于避雷针，以下说法正确的是( ) A．避雷针避雷是中和云层的异种电荷 B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地 C．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 D．避雷针安装在高大建筑物顶部，而不必接地 解析：避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地，必须接到大地，故AD项错，B项正确；导体尖端的电荷密度大，附近的电场很强，把避雷针顶端设计成球形不利于把云层中的离子吸引到尖端，故C项错误． 答案：B 4．(xx·闵行区一模)下列哪个措施是为了防止静电产生的危害( ) A．在高大的烟囱中安装静电除尘器B．静电复印 C．在高大的建筑物顶端装上避雷针D．静电喷漆 解析：静电除尘器、静电复印和静电喷漆都利用了静电现象，在高大的建筑物顶端装上避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，防止静电产生的危害，C选项正确． 答案：C 5．如图(甲)所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1，O点的电势为U1.现用一导线把导体棒的b端接地，其

静电现象的应用

以实验演示为主线，以问题教学引导学生探究 ──《静电现象的应用》教学设计 浙江湖州练市中学高银忠 ◆设计思想 静电感应是电学内容的一个难点，在静电感应过程中，电荷如何移动，达到静电平衡状态时，正、负电荷如何分布，这些都是学生难以掌握的。对于静电场中的导体达到静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，带电导体上的净电荷只分布在导体的外表面上，学生往往把它们当作结论硬性记下来，如何用它来分析问题、解决问题则不知所措。通过采取常规演示实验和计算机模拟教学相结合，教师指导教学与学生训练、练习等多种教学方式共存的有效办法，可以实现课堂教学创新，提高课堂教学效率和教学效果。 ◆教材分析 《静电现象的应用》是人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》第7节的内容，根据《学科教学指导意见》和《课程标准》的要求，将此节的授课课时安排为一个课时。 本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征是本节的重点，应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象是本节的难点。做好演示实验是这堂课的关键。 金属导体放在电场中，达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程的分析却十分重要。一定要带领学生共同参与讨论这一过程，使他们明白自由电荷不再定向移动的条件。这样做不仅突出重点，也为突破难点打下基础。 带电导体的电荷分布的两个特点对于学生来说是十分深奥的问题，必须通过实验才能加深认识。静电屏蔽现象以及静电屏蔽的应用都必须做好演示实验。 ◆学情分析 本节教学中，学生在静电场中的导体达到静电平衡状态、静电屏蔽的概念、电荷在导体表面的分布等现象的学习中，往往把它们当作结论硬性记下来，而不会用来分析问题、解决问题，这种死记硬背的方式不可取。其实通过前面内容的学习，学生已具备从理论角度分析本节课中出现的现象的能力，只要教师做好演示实验，并对学生阶梯式的引导，然后结合相应的现象分析，学生肯定能接受。 ◆三维教学目标设计 1．知识与技能教学目标 （1）知道导体的特征。 （2）理解导体的静电感应过程。

高中物理人教版选修3-1第一章第7节静电现象的应用同步练习

高中物理人教版选修3-1第一章第7节静电现象的应用同步练习 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共20题；共46分) 1. （2分） (2017高二上·汕头期中) 两个大小材质完全相同的金属小球a、b，带电荷量分别为+3q和﹣q，两小球接触后分开，小球带电量为（） A . a为+3q，b为﹣q B . a为﹣q，b为+3q C . a为+2q，b为﹣2q D . a为+q，b为+q 2. （2分）阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为（） A . 灰尘的自然堆积 B . 玻璃有较强的吸附灰尘的能力 C . 电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘 D . 电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘 3. （3分） (2017高二上·宣化期中) 下列说法不正确的是（） A . 避雷针利用针尖放电原理来避雷电 B . 油罐车下拖一条铁链是利用静电 C . 摩擦起电和感应起电的实质是一样的，都是使电子发生转移 D . 静电除尘的基本原理是空气分子被强电场电离，粉尘吸附了电子而带负电，在电场力的作用下飞向筒壁，最后在重力的作用下落在筒底 4. （2分） (2017高二上·广州期中) 化纤衣服很容易沾上灰尘，这是因为它（） A . 容易积累静电荷

B . 具有一定的粘性 C . 具有大量的微孔 D . 质地柔软 5. （2分）请用学过的物理知识判断，下列说法正确的是（） A . 四种基本相互作用是指：重力、弹力、电场力、磁场力 B . 地面上的物体具有的重力势能是和地球共有的 C . 高压带电作业时，电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 D . 通电导线在磁场中受安培力越大，该处磁感应强度越大 6. （2分）(2017·南通模拟) 如图所示，运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这样做的目的是（） A . 发出声音，引起路人注意 B . 减缓车速，保证行车安全 C . 把静电引入大地，避免因放电引起爆炸 D . 与地面发生摩擦，在运输车上积累电荷 7. （2分） (2017高二下·玉田期末) 如图，一个枕形导体AB原来不带电．将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为Q，与AB中心O点的距离为R．由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷．当达到静电平衡时（） A . 导体A端电势高于B端电势

静电现象的应用教案(教师版)

1.7静电现象的应用 【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 静电感应——静电平衡——静电平衡的特点——导体上电荷分布特点——尖端电荷汇聚——尖端放电——避雷针——静电屏蔽——静电屏蔽的应用 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 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． 【知识总结】 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电平衡状态 处于电场中的导体内外电场相互叠加，使导体内部电场减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生定向移动的状态． 2．处于静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强处处为零．

高中物理 第7节 静电现象的应用教学过程一 新人教版选修3-1

第7节、静电现象的应用 新课教学过程一 新课教学 1、静电平衡状态 (1)静电平衡 问题：为什么会产生静电感应现象呢？ 分析：导体的特征是在它的内部有大量的自由电荷，对金属导体来说，是由做热振动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成的。将一不带电导体靠近带电体时，导体即处于带电体所形成的电场中，导体内的自由电子在电场力的作用下，逆着电场线定向移动，使导体一侧集聚负电荷，而导体另一侧则集聚等量的正电荷。 问题：不带电导体上的自由电子还没来得及运动的瞬间，导体内的电场强度为零吗？ 结论：不为零。正因为有场强，才导致自由电子定向移动而使导体带电。 问题：自由电子移动的结果，对导体中的电场强度有何影响？ 分析：导体上自由电子移动的结果，使导体一端带上负电，另一端带上正电。此时，导体中的电场已不是场源带电体单独产生的了，而是有场源带电体产生的电场E和由导体两端出现的正负电荷在导体内部产生的反方向的电场E′，E与E′方向相反，叠加后使导体内的电场强度减弱。只要导体中的电场强度不为零，导体中的自由电子就会受电场力作用而定向移动，使E′增强，导致E与E′的合电场再减弱，如上图。直到导体内部各点的合场强都等于零时为止，这时导体内的自由电子不再受电场力，不再做定向移动，如下图。 当导体中的电荷静止不动，从而场强分布不随时间变化时，导体就达到了静电平衡。 (2)静电平衡状态

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。 (用多媒体模拟静电感应至最后导体达到静电平衡状态的过程) (3)静电平衡的条件 问题：通过以上分析，处于静电平衡状态的导体，其内部场强有何特点？ 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。 内部的场强指源电场与感应电荷电场的合场强。 思考讨论 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，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？ 解答：达静电平衡后，O 点处场强为零，则E 感＝E 源＝k 2)2 (L R Q ，E 感方向与E 源方向相反，即指向点电荷＋q 。 (4)静电平衡导体的性质 从静电平衡的条件出发可以得到如下的几点推论： ①处于静电平衡状态的导体，表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直。 用反证法分析：如果表面上某一点的场强方向与该点的表面不垂直，该点的场强应有沿表面的切向分量，就会使导体表面的电荷发生宏观的定向移动，这与静电平衡是矛盾的，故处于静电平衡状态的导体，表面上任何一点的场强方向都跟该点的表面垂直。 ②处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体的外表面上。 提问：处于静电平衡状态的导体，其内部会不会有电荷？ 用反证法分析：处于静电平衡状态的导体，其内部如有电荷，则此电荷必然产生电场，因而导体内部的电场强度就不为零，导体内部的自由电子会受电场力而移动，这与静电平衡是矛盾的，故内部不会有电荷。 演示证明：

《第1章第7节.静电现象的应用》课后习题

7静电现象的应用 课时过关·能力提升 基础巩固 1(多选)导体处于静电平衡时,下列说法正确的是() A.导体内部没有电场 B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面 C.导体内部电场强度为零 D.导体表面上的电场强度不一定处处为零 ,导体内部有电场,分别是场源电荷产生的电场和感应电荷产生的电场,但两个电场强度的矢量和为零,A错,C对;导体处于静电平衡时,导体内部有自由电荷,但没有净电荷,B 错;导体处于静电平衡时,导体表面电场强度可以不为零,D对。 2右图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r。该点电荷的电场在球心的电场强度等于() A.k Q r2?k Q R2 B.k Q 2 +k Q 2 C.0 D.k Q Q在球心处的电场强度,不是电场强度的矢量和。 3一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上A、B、C三点的电场强度大小分别为E A、E B、E C,三者相比() A.E A最大 B.E B最大 C.E C最大 D.E A=E B=E C 场源电荷越近的点电场强度越大,所以感应电荷在该点的电场强度也越大,选项C正确。 4(多选) 如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷。在静电平衡后,下列物理量中等于零的是()

A.导体腔内任意点的电场强度 B.导体腔内任意点的电势 C.导体外表面的电荷量 D.导体空腔内表面的电荷量 ,且内表面不带电,故选项A、D正确。由于导体接地,故整个导体的电势为零,选项B正确。导体外表面受带电体Q的影响,所带电荷量不为零,故选项C不正确。 5一不带电的空腔球形导体如图所示,现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中,当静电平衡时,图中a、b、c三点的电场强度E和电势φ的关系是() A.E a>E b>E c,φa>φb>φc B.E a=E b>E c,φa=φb>φc C.E a=E b=E c,φa=φb>φc D.E a>E c>E b,φa>φb>φc 解析:空腔导体内、外的电场线分布如图所示,可以看出E b=0,但φb>0,由内向外电势依次降 低,φa>φb>φc;由电场线疏密可看出E a>E c>E b。处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体是一个等势体,但其电势并不一定为零,故选D。 6(多选)右图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是() A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D.同一位置所带电荷越多的尘埃受静电力越大 ,集尘极连电源正极,电势高,所以电场方向由集尘极指向放电极,选项B正确。带电尘埃向集尘极迁移,带电尘埃所受静电力方向与电场方向相反,带负电,选项A、C错误。由F=qE知,同一位置所带电荷越多的尘埃受静电力越大,选项D正确。

静电现象的应用

课题7 静电现象的应用 学习目标： 1．知道静电感应现象以及、静电平衡状态以及静电平衡的条件。 2．知道处于静电平衡的导体的特点。 3．知道尖端放电现象以及静电屏蔽现象及其应用。 活动方案： 活动一：回顾前面学过的静电感应现象，研究静电平衡状态下导体的电场。阅读课本相关内容，回答以下问题： 1．静电感应现象： 2．导体置于电场中时，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，自由电荷会一直运动吗？ 3．静电平衡状态：导体中（包括表面）不再发生定向移动的状态叫做。4．处于静电平衡状态下导体的特点： ⑴处于静电平衡状态的导体，其内部场强； ⑵处于静电平衡状态的整个导体是个，它的表面是个。 ⑶电场线导体表面（因为电场线垂直于等势面）。 5．完成课本28页的第1题。 活动二：通过实验演示，归纳导体内部与外表面上电荷的分布规律： 静电平衡时，导体上电荷分布的特点： ⑴导体内部电荷，电荷只分布在导体的。 ⑵在导体的表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的），凹陷 的位置几乎电荷。 活动三：利用生活中的事例，了解尖端放电和静电屏蔽的用途与危害： 阅读课本“尖端放电”“静电屏蔽”部分，完成下列内容。 1．空气的电离：空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷的现象。 2．尖端放电：那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷，这相对于导体从尖端电荷，这个现象叫做尖端放电。 3．静电屏蔽：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为，外电场对壳内的仪器也不会产生，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。 4．超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服，为什么要用包含金属丝的织物制成？ 课堂反馈： 1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( ) A．都被原子束缚B．都集中在导体两端 C．都停止运动D．都停止定向移动 2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( ) A．一定增强B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱D．不变

《静电现象的应用》知识要点和常见题型

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第七节静电现象的应用 【知识要点】 要点一处理静电平衡的“观点” 1．远近观 “远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观 “整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？ 1．两种情况 (1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示． (2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示． 图1－7－2 2．实现过程 (1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽． (2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用． 3．本质：静电感应与静电平衡. 【例题分析】 一、静电平衡下的导体 【例1】如图所示， 图1－7－一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA.在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有

它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为EB.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为( ) A．EB B．EA＋EB C．|EA－EB| D．以上说法都不对 答案 D 解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为EA，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强EA′不等于EA.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为EB，当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由EA′与EB叠加而成，而不是由EA 与EB叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的． 二、静电平衡 【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属 图1－7－4 空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有( ) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 答案 B 解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变．

静电现象的应用说课稿

静电现象的应用说课稿 Final revision on November 26, 2020

《静电现象的应用》说课稿 一、说教材及教学理念 《静电现象的应用》是高中新课程实验教材人教版（选修3--1）第一章第7节的内容，是对静电感应的深入研究和具体应用。本节是这一章的难点，内容抽象、深奥，在生产生活中的涉及面广。上好本堂课就显得比较困难，上好本节课的关键是做好静电实验，而静电实验的成功率低，所以一旦实验失败便需要引导学生分析原因，同时我也准备了实验的实录，播放录像同样具有说服力。根据对教材的理解和课标的要求，我从以下三个维度制定了教学目标 二、说教学目标 ㈠知识与技能方面 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，内部场强处处为零,导体是个等势体，表面是个等势面，以及导体上电荷的分布情况。 3．知道尖端放电及其应用，知道静电屏蔽及其应用。 ㈡过程与方法方面 通过科学猜想、理论推导、实验验证的过程，教会学生学习物理的一般方法。 ㈢情感态度与价值观方面 通过生产生活中静电现象的分析，让学生体会物理学给人类带来的便利，进而培养学生学习物理的兴趣。 三、说教学的重点和难点 重点：掌握静电平衡的概念，理解导体处于静电平衡状态的特征是本节的重点 突出重点的方法：因为内容抽象，难度大，所以采用教师问题质疑，学生的讨论、教师的总结的方法以达到突出重点的目的 难点：理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点是本节课的难点。 突破难点的方法：通过理论推导和实验验证相结合的方法以达到突破难点的目的 四、说教法和学法 针对本节课的特点，我主要采用：实验引人，复习开题、目标展示、提出问题、引导分析、分组讨论、理论推导与实验验证相结合的教学方法。为了激发学生学习物理的兴趣，我搜集了视频录像和图片。最后总结，学习目标再现，让学生自评目标达成情况，并进行提问质疑，并把问题抛到课后，做一个开放式的结尾，从而大大调动了学生课后探究的积极性。 五、说教学程序 1、导入新课 利用静电感应实验，复习静电感应现象。提出问题:静电感应的本质是什么？ 启发得出：是电荷的重新分布，那么重新分布的时候靠什么力分开的，重新分布以后导体又具有怎样的特点呢？ 引出新课并展示学习目标。 2、提出问题，引发思考。 3、理论推导，小组活动，归纳总结出，静电平衡状态下导体的特征，其中用反证法和实验验证法。做法拉第圆通实验。 4、师生互动，共同学习尖端放电和静电屏蔽，实验演示和播放视频与图片。 5、归纳总结，再现目标。 对本节课的几点说明

高中物理 第一章 第7节 静电现象的应用课时作业 新人教版选修31

第7节 静电现象的应用 1．静电平衡状态 (1)概念：导体内的自由电子不发生定向移动时，导体就达到了静电平衡状态． (2)静电平衡状态导体的特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零． ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面垂直． ③静电平衡状态下的导体是个等势体． ④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体外表面上． 2．尖端放电 (1)达到静电平衡时，导体表面越尖的地方，电荷分布的密集度越大． (2)尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离成正负离子，那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电． (3)应用与防止 应用举例：避雷针；防止举例：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电． 3．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是( ) A ．导体内部既无正电荷，又无负电荷 B ．导体内部和外表面处的电场均为零 C ．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零 D ．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果 答案 D 解析 导体处于静电平衡状态时，其内部无净电荷，即其正、负电荷总量相等，电荷量为零.其表面处有净电荷，以至于该处电场不为零． 4．一个带电金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部场强( ) A ．一定增加 B ．一定减弱 C ．可能增加也可能减弱 D. 不变 答案 D 【概念规律练】 知识点一 感应电荷产生的场强的计算 1. 如图1所示，长为l 的导体棒水平放置，原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距离棒左端R 处，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点处产生的场强等于多少？方向如何？ 图1 答案 kq/(R ＋l 2 )2 方向水平向左 解析 导体棒在点电荷＋q 的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任一点都有两个电场，即外电场——＋q 在该点形成的电场E ，感应电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′，达到静电平衡时E ＝E′.题中所求的即为E′，于是我们转化 为求E.棒的中点距离＋q 为r ＝R ＋l/2，于是E′＝E ＝kq R ＋l 2 2，E 和E′方向相反，水平

2019-2020人教版物理选修3-1教师文档含习题：第一章 第7节 静电现象的应用 Word版含解析

第7节静电现象的应用 1．了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡状态的导体的特性。 2．了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。 3．了解尖端放电和静电屏蔽现象。 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电感应现象：把导体放入电场，导体内的□01自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现□02等量异号电荷的现象。 2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原 电场叠加，使导体内部各点的合电场□03等于零，导体内的自由电子不再□04发生定向移动的状态。 3．静电平衡状态下导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强□05处处为零。 (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面□06垂直。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个□07等势体，导体的表面是个□08等势面。 二、静电平衡导体上电荷的分布 1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的□01外表面。 2．在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的□02密度越大，凹陷的位置□03几乎没有电荷。 三、尖端放电和静电屏蔽

续表 家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属？ 提示： 若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属外壳就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作。 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。( ) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。( ) (3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。( ) (4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。( ) (5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。( ) 提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× 课堂任务 静电平衡状态下导体的电场 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

静电平衡的特征及应用

（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷） ②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动。 2. 静电平衡 （1）静电平衡 发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，在导体内部，感应电荷产生一个附 加电场E 附，这个E 附 与原电场方向相反，当E 附 增大到与原电场等大时，导体内合场强为 零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。

注意：没有定向移动不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。 （2）处于静电平衡状态下的导体的特点 ①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生的电场这两种电场叠加的结果。 ②整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。 （因为假如导体中某两点电势不相等，则这两点有电势差，那么电荷就会定向运动） ③表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导体上的电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了） ④净电荷分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷，内部没有净电荷。曲率半径小的地方，面电荷密度大，电场强，这是避雷针的原理。 3. 尖端放电 （1）空气的电离：导体尖端电荷密度大，电场很强，带电粒子在强电场作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷分离的现象。 （2）尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 4. 静电屏蔽 （1）定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为零，外电场对壳内的仪器也不会产生影响的现象。 （2）静电屏蔽的两种情况及本质 ①导体内部不受外部电场的影响。 ②接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。 本质：两种情况中，屏蔽的本质是静电感应，使得某一部分空间场强为零，不受电场影响。

静电现象的应用

《静电现象的应用》教学设计 教学内容人教版物理选修3-1《静电现象的应用》 教学目标 一、知识与技能 1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。 2．知道静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且导体内部场强处处为零的特点。 3．静电屏蔽及其应用 4.通过对静电平衡状态下导体内部场强处处为零的推导过程培养学生逻辑推理的能力。 二、过程与方法 借助实物与演示实验，分析静电平衡时导体上的电荷分布和内部场强的特点，从而得到静电保护的方法。 三、情感、态度与价值观 观察生活中的现象，体会生活、生产中的静电现象，培养探索乐趣。 教学重点 1．静电平衡状态下导体的特点。 2．静电屏蔽及其应用。 教学难点 应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点。 教学方法实验情境教学法 教学过程

（一）实验引入：借用原人教版高中物理第一册课本绪言中“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”实验情境引入，设疑激趣。（二）讲解新课： （设问）1.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有什么的作用？ 2.金属导体的重要特征（导电的原因）是什么？ （答） 1.电场对放入其中的电荷有力的作用。 2.（课件展示说明）金属导体内部有大量的自由移动的电荷（电子）。 （设问）3.如果我们给上边的金属导体加上一个匀强电场，导体会有什么变化呢？ （用多媒体课件展示情境，即课本23页图1.7—1） 思考讨论： 1．导体两端的感应电荷会在空间产生电场吗？ 2．产生电场的方向怎样？ 3．现在空间中有几个电场存在？ 4．感应电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场怎样变化？ 5．内部的电场被减弱了，但自由电子是不是仍然要受到电场力的作用，继续定向移动？

高中物理《静电现象的应用》

静电现象的应用 1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。 2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。 3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。 1.静电平衡的定义 当导体内部各点的①合电场强度等于0时,导体内部的②自由电子不再发生③定向移动。这时我们就说导体达到了静电平衡。 2.处于静电平衡的导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为④零。 (2)处于静电平衡状态的导体,其外表面附近任何一点的电场强度方向必定与这点表面⑤垂直。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个⑥等势体,它的表面是个⑦等势面。 3.静电平衡时导体上的电荷分布特点 (1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的⑧表面。 (2)在导体的外表面,越⑨尖锐的位置电荷的密度越大, ⑩凹陷的位置几乎没有电荷。 4.尖端放电 导体的尖端附近的电场很 强 ,会使周围空气电离,电离产生的与导体尖端的电荷符号 相反的粒子与尖端上的电荷 中和 ,相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。 5.静电屏蔽 由于导体壳内部的电场强度保持为 零,壳外电场不会对壳内仪器产生 影响 , 金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 主题1:探究静电平衡 阅读教材中“静电平衡状态下导体的电场”部分的内容,参看下图回答下列问题。 （1）金属导体的微观结构如何？ （2）如图甲所示,金属导体在电场E0中自由电子怎样移动？ (3)如图丙所示,导体内自由电子是否会一直定向移动? (4)如图乙所示,当导体ABCD的两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果? 主题2:导体上电荷的分布 观察实验现象：实验1， 实验2， 阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,试回答处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点。 实验结论：1， 2，

1.7静电现象的应用

§1.7静电现象的应用导学案 学习目标 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件； 2、理解静电屏蔽； 3、以饱满的热情投入到学习中。 使用说明：①用15分钟时间，通过阅读课本内容，独立完成自主学习部分的内容。 ②独立完成针对性训练。③如遇到解决不了的问题，用红笔标注出来，以便在小组讨论时解 决。 预习指导 重点静电现象的应用 难点：静电感应现象的解释 引入新课： 我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象? 自主学习，合作探究： 自主学习 1、理解静电平衡 2、研究静电平衡时导体内部的电荷 3、理解尖端放电 4、理解静电屏蔽 建构新知 一、静电平衡状态下的电场： 创设情景 将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，见课本P24图1．7-1,分析自由电子在电场中的移动情况 1、静电平衡条件：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为。 试说明原因：2、导体达到静电平衡特点： ①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为。 ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的的场强方向必定与这点的表面。（思考为什么） ③处于静电平衡状态的整个导体是一个体，它的表面是一个面。（思考为什么） 二．静电平衡状态下导体的电荷分布特点：（思考为什么） ① ② 三．尖端放电 1、解释： 2、应用： 四．静电屏蔽 1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽。

（以图1.7-5进行分析） 2.静电屏蔽的实质：实质上是利用了静电感应现象，将金属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两个电场并存，矢量和为零而已。（通过阅读相关内容理解。） 回顾小结 本节课主要学习有静电平衡知识,静电平衡特点要掌握,静电屏蔽,尖端放电要有所了解. 针对训练: 1.带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距为R ，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点? 2.如图所示,在孤立点电荷+Q 的电场中,金属圆盘A 处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示,要求严格作图)