eq \(\s\up7(),\s\d5(整體設(shè)計))


教學(xué)目標


(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，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強處處為零；


(3)知道靜電屏蔽及其應(yīng)用。


教學(xué)重點：靜電平衡狀態(tài)。


教學(xué)難點：電場中導(dǎo)體的特點。


教學(xué)方法：推理歸納法、問題解決法、實驗法。


教具準備：驗電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個、金屬網(wǎng)罩、收音機、感應(yīng)起電機、導(dǎo)線若干。


教學(xué)過程：


(一)復(fù)習(xí)提問


1．什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象？


2．靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是什么？


3．在靜電感應(yīng)時用手摸一下導(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？


(二)新課教學(xué)


1．電場中的導(dǎo)體


(1)金屬導(dǎo)體的特征：由做熱運動的正離子和做無規(guī)則熱運動的自由電子組成。





(2)靜電感應(yīng)現(xiàn)象：


(3)問題：1.在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點的場強有影響嗎？


2．是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的？此移動一直進行嗎？


3．靜電屏蔽后金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？


答：1.使空間電場重新分布。


2．源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動。


3．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。沒有。





2．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點


(1)內(nèi)部場強處處為零(若不為0，則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強為0)。


(2)導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動。


(3)凈電荷分布在導(dǎo)體外表面。


實驗證明：法拉第圓筒實驗。


理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面。反證法：若內(nèi)部有凈電荷，則內(nèi)部場強不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)。


(4)導(dǎo)體表面附近的電場線與表面垂直。


(5)靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布：





上圖空間實際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線。


3．靜電屏蔽


(1)空腔導(dǎo)體的特點：





凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒有電場。


(2)靜電屏蔽





外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響


若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對外有影響。


實驗演示：將收音機置于金屬網(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(較難)。


(3)應(yīng)用：電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩、通信電纜外面包一層鉛皮、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)房屋中接收信號弱。


4．鞏固練習(xí)


例1如圖所示，在一個原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析A、B、C三點的場強( )


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


例2如圖所示，A、B是兩個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… ( )





A．A球帶正電，B球帶負電 B．A球帶正電，B球不帶電


C．A球不帶電，B球帶負電 D．以上說法都不正確


(四)小結(jié)


1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點？


2．靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應(yīng)用？


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7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

版本： 人教版 (新課標)

年級： 選修3

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