2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,,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，導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上； 3知道靜電屏蔽及其應(yīng)用,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】 靜電平衡導(dǎo)體的場強(qiáng)和靜電荷分布的特點(diǎn) 【難點(diǎn)】 空腔導(dǎo)體靜電平衡時空腔內(nèi)的場強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上,重點(diǎn)難點(diǎn),,,“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”是本章的難點(diǎn)內(nèi)容，非常抽象學(xué)生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程，才能深刻理解靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)、規(guī)律，克服思維定勢和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究品質(zhì) 建議本節(jié)可以這樣設(shè)計(jì)：首先學(xué)生活動，對不帶電的金屬導(dǎo)體放入電場中發(fā)生的靜電現(xiàn)象進(jìn)行

2、討論；然后學(xué)生歸納，教師總結(jié)得出靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)，最后通過兩道例題鞏固加深理解.,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】 為了方便教職工間的聯(lián)系，學(xué)校給每個老師配了一部小靈通，但老師們使用過程中經(jīng)常會遇到這樣的提示：“你呼叫的用戶不在服務(wù)區(qū)”，明明在同一個地區(qū)卻接不通信號，這是怎么回事呢？原來學(xué)校的教學(xué)樓和辦公樓都是金屬框架結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于金屬網(wǎng)罩，對無線電信號起屏蔽作用，難怪有些老師接打電話要打開窗戶,新課導(dǎo)入,,,【導(dǎo)入二】 課前準(zhǔn)備 1學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)，初步把握靜電感應(yīng)現(xiàn)象和靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體場強(qiáng)的特點(diǎn) 2教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案 預(yù)習(xí)檢查、

3、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性,新課導(dǎo)入,,,提問：1.電場的重要性質(zhì)是什么？ 2金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？自由電子會怎樣移動？ 情景導(dǎo)入、展示目標(biāo) 把金屬導(dǎo)體放入電場中，導(dǎo)體上會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？,新課導(dǎo)入,,1.導(dǎo)體中(包括表面)處處沒有電荷 的狀態(tài),叫作靜電平衡狀態(tài). 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn) (1)導(dǎo)體場強(qiáng)處處為零. (2)導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)場強(qiáng)方向與該點(diǎn)處表面 ,電場線與導(dǎo)體表面 . (3)導(dǎo)體是個等勢體,導(dǎo)體表面是. (4)導(dǎo)體上的電荷只分布在導(dǎo)體的,并且在導(dǎo)體表面越尖銳的位置,電荷的 越大.,靜電平衡狀態(tài),,知識必備,知識點(diǎn)一,定

4、向移動,內(nèi)部,垂直,垂直,等勢面,外表面上,密度,1.尖端放電:由于導(dǎo)體尖端的電荷密度,附近的電場,可以強(qiáng)到使周圍空氣分子的程度,產(chǎn)生帶電粒子,那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子由于被而奔向尖端,與尖端上的電荷,這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端電荷.這個現(xiàn)象叫作尖端放電. 2.靜電屏蔽:利用 可以使其內(nèi)部所包圍的區(qū)域不受外部電場的影響.,靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用,,知識必備,知識點(diǎn)二,很大,很強(qiáng),吸引,中和,電離,失去,導(dǎo)體殼(或金屬網(wǎng)),想一想靜電平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是什么?一個孤立的帶電導(dǎo)體,電荷如何分布?,,學(xué)習(xí)互動,對靜電平衡狀態(tài)的理解,考點(diǎn)一,要點(diǎn)總結(jié) 1.靜電平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì):導(dǎo)體處于電場E0中

5、時,由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)等量異種感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部形成與電場E0反向的電場E,在導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)處都有E=-E0,使得合電場E內(nèi)=0. 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn) (1)實(shí)心導(dǎo)體:導(dǎo)體內(nèi)部無電荷,電荷只分布在導(dǎo)體外表面上. (2)空腔導(dǎo)體:空腔內(nèi)無電荷時,電荷分布在外表面上(內(nèi)表面無電荷);空腔內(nèi)有電荷時,內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等量的異號電荷,外表面有感應(yīng)電荷.,,學(xué)習(xí)互動,,,學(xué)習(xí)互動,例1如圖1-7-1所示,長為L的金屬桿原來不帶電,在距其左端r處放一個電荷量為q的正點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,求: (1)金屬桿內(nèi)部中點(diǎn)處的場強(qiáng); (2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿 中點(diǎn)

6、P處產(chǎn)生的場強(qiáng).,圖1-7-1,,學(xué)習(xí)互動,例2 (多選)如圖1-7-2所示,帶負(fù)電的點(diǎn)電荷旁有一接地的大金屬板,A為金屬板內(nèi)一點(diǎn),B為金屬板左側(cè)外表面上一點(diǎn),下列對金屬板上的感應(yīng)電荷分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向的判斷正確的 () A.感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E1方向 B.感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E2方向 C.感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的場強(qiáng)可能沿E3方向 D.感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的場強(qiáng)可能沿E4方向,圖1-7-2,,,學(xué)習(xí)互動,答案 BC 解析金屬板內(nèi)的電場強(qiáng)度處處為0,則感應(yīng)電荷的電場與點(diǎn)電荷的電場等大反向,即感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E2方向,選項(xiàng)B正確;金屬板表面的電場強(qiáng)度垂直于金屬板表面向外,即感應(yīng)電荷的電

7、場與點(diǎn)電荷的電場的合場強(qiáng)垂直于金屬板向左,則感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的場強(qiáng)可能沿E3方向,選項(xiàng)C正確.,想一想 在靜電感應(yīng)中,是什么力使導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷分開的?電荷重新分布后,導(dǎo)體會發(fā)生什么樣的現(xiàn)象?生活中我們見到的哪些靜電現(xiàn)象是有益的?我們是怎樣利用這些現(xiàn)象的?,,學(xué)習(xí)互動,靜電感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用,考點(diǎn)二,要點(diǎn)總結(jié) 處于靜電平衡狀態(tài)時,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)為零,但導(dǎo)體表面的場強(qiáng)不為零,導(dǎo)體為等勢體. 導(dǎo)體表面帶電密集的地方尖端,電場強(qiáng)度大,會把空氣分子“撕裂”,變?yōu)殡x子,從而導(dǎo)電,這就是尖端放電.,,學(xué)習(xí)互動,,學(xué)習(xí)互動,例3請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是 () A.去掉包圍有

8、線電視傳輸線金屬絲的包皮不影響電視圖像清晰度 B.打雷時,在汽車?yán)锉仍谀疚堇镆ｋU(xiǎn) C.打火爐、打火機(jī)、沼氣燈的點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電現(xiàn)象 D.油罐車拖著鐵鏈,利用尖端放電消除積累的靜電,,答案 C 解析 金屬絲包皮中的有線電視傳輸線、打雷時在汽車?yán)锏娜硕继幱陟o電屏蔽狀態(tài),選項(xiàng)A、B錯誤;打火爐、打火機(jī)、沼氣燈的點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電現(xiàn)象,而油罐車拖著鐵鏈,利用鐵鏈傳導(dǎo)消除積累的靜電,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯誤.,,學(xué)習(xí)互動,例4如圖1-7-3所示,放在絕緣臺上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗(yàn)電器C,若把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B,則 () A.金屬罩B的內(nèi)表面帶正電荷 B.金屬罩

9、B的右側(cè)外表面帶正電荷 C.驗(yàn)電器的金屬箔片將張開 D.金屬罩B左、右兩側(cè)的電勢不相等 圖1-7-3,,,學(xué)習(xí)互動,答案 B 解析 金屬罩B處于靜電平衡狀態(tài),電荷分布在其外表面上,所以A錯誤;由于靜電感應(yīng),使金屬罩B的左側(cè)外表面感應(yīng)出負(fù)電荷,所以金屬罩B的右側(cè)外表面感應(yīng)出正電荷,B正確;由于靜電屏蔽,金屬網(wǎng)罩內(nèi)電場強(qiáng)度為零,故C上無感應(yīng)電荷,驗(yàn)電器的金屬箔片不會張開,C錯誤;由靜電屏蔽特點(diǎn)知,導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體表面是等勢面,D錯誤.,備用習(xí)題,,圖17-3,,,備用習(xí)題,答案 BD 解析由于靜電感應(yīng)，離金屬球P較近的A端將感應(yīng)出負(fù)電荷，電荷量大小為qA，在遠(yuǎn)端B處感應(yīng)出等量的

10、正電荷qB，因而選項(xiàng)B正確；當(dāng)用手接觸Q的任一部分時，Q、人與大地構(gòu)成一個新導(dǎo)體，近端仍為A端，出現(xiàn)負(fù)電荷，遠(yuǎn)端為地球的另一側(cè)，出現(xiàn)正電荷，當(dāng)手離開Q后，再移走P，Q帶負(fù)電，選項(xiàng)D正確,備用習(xí)題,,2. 如圖175所示，在一電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中放有一個金屬空心導(dǎo)體，圖中a、b分別為金屬導(dǎo)體內(nèi)部與空腔中的兩點(diǎn)，則 () Aa、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度都為零 Ba點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零 Ca點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零 Da、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度都不為零,圖17-5,,備用習(xí)題,,答案 A 解析處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部場強(qiáng)為零，即Ea0；由于

11、靜電屏蔽，球內(nèi)空腔的場強(qiáng)也為零，則Eb0，選項(xiàng)A正確,,自我檢測,1.(靜電現(xiàn)象)2017安徽銅陵一中期中 如圖1-7-4所示,一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放置一個電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離為2r,靜電力常量為k,則 () A.金屬球上的感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場強(qiáng)度大小等于k B.金屬球上的感應(yīng)電荷只在導(dǎo)體球內(nèi)激發(fā)電場 C.金屬球在靜電平衡后左、右兩側(cè)均帶負(fù)電 D.如果用導(dǎo)線同時接觸球的左、右兩側(cè),球兩側(cè)的電荷將中和,圖17-4,,,自我檢測,答案 A 解析金屬球在靜電平衡后右側(cè)帶負(fù)電,左側(cè)帶正電,金屬球?yàn)榈葎蒹w,用導(dǎo)線

12、同時接觸球的左、右兩側(cè),靜電感應(yīng)現(xiàn)象仍然存在,球兩側(cè)的電荷不會中和,選項(xiàng)C、D錯誤;金屬球上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體球內(nèi)外產(chǎn)生電場,而金屬球內(nèi)部的合電場強(qiáng)度為0,則感應(yīng)電荷在球心產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等,即E= ,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤.,,,自我檢測,2.(靜電屏蔽)在具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正點(diǎn)電荷,圖1-7-5中的四個圖畫出了其空間電場的電場線分布情況,符合實(shí)際情況的是 (),圖1-7-5,答案 D 解析 球殼處于正點(diǎn)電荷的電場中,達(dá)到靜電平衡,球殼為等勢體,電場線不會穿過球殼,但球殼內(nèi)、外表面均有感應(yīng)電荷,故內(nèi)、外部均有電場線,D正確.,

13、,,自我檢測,3.(靜電平衡)在點(diǎn)電荷-Q形成的電場中,一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài),若圓盤所在平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi),則能正確表示圓盤上感應(yīng)電荷在圓盤中A點(diǎn)所激發(fā)的附加場強(qiáng)E的方向的是圖1-7-6中的 () 圖1-7-6,答案 A 解析 由于圓盤處于靜電平衡狀態(tài),感應(yīng)電荷在圓盤中A點(diǎn)激發(fā)的附加場強(qiáng)E應(yīng)與-Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向,選項(xiàng)A正確.,,自我檢測,4. (靜電現(xiàn)象)如圖1-7-7所示,將一不帶電的絕緣枕形導(dǎo)體P放在正電荷Q形成的電場中,導(dǎo)體P的a、b兩端分別帶上了等量的負(fù)電荷與正電荷,另外,導(dǎo)體內(nèi)部還有c、d兩點(diǎn),則下列說法錯誤的是 () A.導(dǎo)體上a、b兩端的電勢高低關(guān)系是a=b B.導(dǎo)體上a、b兩端的電勢高低關(guān)系是aEd0,圖1-7-7,,,自我檢測,答案 B 解析枕形導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后整個導(dǎo)體是個等勢體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B錯誤;感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)與電荷Q在這兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反,故感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小關(guān)系是EcEd,選項(xiàng)D正確.,