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☆ 2019-2020年新課標人教版3-1選修三1.7《靜電現象的應用》WORD教案1 【學習目標】 1、知道什么是靜電平衡狀態(tài)，什么是尖端放電和靜電屏蔽。 2、理解處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點。 3、通過分析研究問題培養(yǎng)科學探究的素質。 4、體會物理知識在實際中的應用。 學習方法指導： a）體會教材中的實驗 課前自學 【基礎知識自學】 一、 復習 導體中的自由電荷是 ，靜電感應的實質是在電場的作用下電子發(fā)生 的過程。如圖1所示，將呈電中性狀態(tài)的金屬導體放入場強為E0的靜電場中，導體內自由電子便受到與場強E0方向 的電場力作用，自由電子要向電場的反方向作定向移動，（a）所示，并在導體的一個側面集結，使AB端出現 電荷，而CD端剩余等量的正電荷圖（b）所示。在電場中的導體沿著電場強度方向兩個端面出現等量異種電荷，這種現象叫做靜電感應。產生的電荷為感應電荷。 二、 靜電平衡 如圖1，電場E0方向為 ，感應電荷在導體內部會產生電場E′，我們稱為感應電場。電場E′與E0方向 ，兩個電場疊加，使導體內部的電場 ，只要電子做定向移動，導體兩端的電荷就 ，電場E′也要隨之 ，導體內部的合電場就要繼續(xù) ，直到導體內部的合場強 ，導體內自由電子不再發(fā)生定向移動。導體就達到了 。 三、 處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點 1.處于靜電平衡狀態(tài)時，導體內部場強處處 。 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的 垂直。 3.處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個 ，，它的表面是個 。 4.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部 電荷，電荷只分布在 。 5.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面電荷的分布規(guī)律為越尖銳的位置，電荷的密度 ，凹陷的位置 。 四、尖端放電 1.空氣電離 導體簡短的電荷密度 ，附近的電場 ，空氣中殘留的 在強電場的作用下發(fā)生 ，把空氣中的氣體分子撞散，也就是使分子中的 ，這種現象叫空氣的電離。 2.尖端放電 尖端附近空氣被電離后，中性的分子變成帶負電的 和失去電子而帶正電的 。這些粒子在強電場的作用下 ，撞擊空氣中的 ，使它們進一步 ，產生更多的 。那些 與導體尖端的電荷符號 的粒子，由于被 而奔向尖端，與尖端上的電荷 ，這相當于導體從尖端 ，這個現象叫尖端放電。 3.應用 是利用尖端放電避免 的一種設施，它是一個或幾個尖銳的 ，安裝在建筑物的 ，用 與埋在地下的 連接，保持與大地的良好接觸。 圖2 4.避免 尖端放電會導致高壓設備上 ，所以高壓設備中導體的表面應盡量 。夜間高壓線周圍有時會出現一層 ，俗稱 ，這是一種微弱的尖端放電。 五、靜電屏蔽 1.定義 如圖2所示帶正電物體靠近一個 導體球殼，使球殼的內表面帶 電， 外表面帶 電，導體殼內空腔里的 場強處處為 ，也就是說無論導體 的外部電場是什么樣的，導體內部都不會有電場。 導體殼或金屬網罩可以把 遮住，使其 不受外電場的影響，這種現象叫靜電屏蔽 2.靜電屏蔽實驗的驗證 教材P27的實驗中，通過什么方法來驗證處于靜電平衡狀態(tài)的金屬網罩內部電場是否存在？ 3.靜電屏蔽的應用 ①電學儀器和電子設備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的一層鉛皮，可以防止外電場的干擾。②電力工人高壓帶電作業(yè)，防護服是用金屬絲線做成的，可以對人體起到靜電屏蔽作用。 【基本規(guī)律自學】 靜電平衡下導體的特點 【自學質疑感悟】 把不理解的知識點寫在下面 課上助學 【自學學情反饋】 小組合作檢查學案完成情況。 【能力提升助學】 一、 靜電平衡狀態(tài)導體的特點 1. 靜電平衡時存在三個電場：外電場E0、感應電場E′、合電場E。 三者關系：導體內部E0與E′大小 ，方向 。合電場E=0 圖3 練習 長為L的導體棒原來不帶電，將一 帶電量為q的點電荷放在距棒左端R處，如圖3 所示，求當達到靜電平衡后棒上感應的電荷在棒內 中點處產生的場強的大小 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，為什么其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面垂直？ 3.實驗研究靜電平衡時導體內部的電荷 閱讀教材，敘述實驗過程 導體內部和外部帶電情況通過什么來判斷？ 4.解釋說明尖銳部分電荷分布 二、靜電屏蔽的兩種情況 1. 金屬殼內部不受外部影響 實驗1如圖4：①（a）圖，使帶電的金屬球靠近驗電器，由于靜電感應，驗電器的箔片張開，這表示驗電器受到了外電場的影響。 ②（b）圖，如果事先用金屬網罩把驗電器罩住，驗電器的箔片就不張開，即使把驗電器和金屬網罩連接起來，箔片也不張開。這表明金屬網罩能把外電場擋住，使罩內不受外電場的影響。 2. 接地得封閉導體殼，內部電場對外部沒影響。 如圖5所示①如一封閉的導體殼內部空間某點有一點電荷+q。由于靜電感應，導體殼內外表面感應出等量的異種電荷。其電場線如（a）所示， ②當把導體殼接地后，+q在殼內的電場對殼外空問就沒有影響了，如（b）所示。 請解釋這一現象？ 【能力強化助學】 小組成員陳述自己學習過程中的疑惑，小組之間討論解決辦法。 課后補學 【能力拓展補學】 1.一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷，其電場分布是中的哪一個 ( ) 圖6 2.如圖6所示，把一個架在絕緣支架上的枕 形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜 電平衡時，下敘說法正確的是 ( ) A．A、B兩點場強相等，且都為零 B．A、B兩點的場強不相等 C．感應電荷產生的附加場強大?。麰A︱〉｜EB︱ D．當電鍵K閉合時，電子從大地沿導線向導體移動． 圖7 3.如圖7，在真空中有兩個點電荷A和B， 電量分別為－Q和＋2Q，它們相距L， 如果在兩點電荷連線的中點O有一個半 徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心 位于O點，則球殼上的感應電荷在O點 處的場強大小________ 方向_________． 【能力建構補學】 教師指導建構 請根據本節(jié)課所學內容列出本節(jié)課的結構提綱。 學生自主建構 自主學習下列知識點總結