人教版高中物理选修静电现象的应用

人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1. 下列关于静电平衡状态的描述中正确的是（）A.静电平衡时，导体内的自由电子不再运动B.静电平衡时导体内部场强为零C.静电平衡时导体电势为零D.处于静电平衡状态的整个导体是个等势体2. 如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是（）A. B. C. D.3. 如图所示是静电除尘的原理示意图．A为金属管，B为金属丝，在A、B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了．有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（）A.金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极B.金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极C.C为烟气的进气口，D为排气口D.D为烟气的进气口，C为排气口4. 如图所示，在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一个带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则（）A.B的内表面带正电荷，φB=φC=0B.B的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张开，φB<φCD.φB=φC，B的左右两侧电势相等二、选择题下列哪一个措施是为了防止静电产生的危害（）A.在高大的建筑物顶端装上避雷针B.在高大的烟囱中安装静电除尘器C.静电复印D.静电喷漆把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是（）A. B.C. D.如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.a>c=d>bD.a<b<c=d为防止麻醉剂乙醚爆炸，医疗手术室地砖要使用导电材料，医生和护士的鞋子和外套也要用导电材料，一切设备包括病人身体要良好接触，并保持良好接地．这是为了（）A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A.甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B.乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C.丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D.丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（）A.枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形导体中负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中（）A.涂料微粒带正电B.离工件越近所受库仑力越小C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减小一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示．在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（）A.φA=φBB.φB=φCC.E A=E BD.E B=E C一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是图中的（）A. B.C. D.如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是（）A.箔片张开B.箔片不张开C.带电金属球电量足够大时才会张开D.箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场图中接地金属球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处产生的感应电场的场强大小等于（）A.k Qr2−k QR2B.k Qr2+k QR2C.0D.k Qr2如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（）A.枕形导体a端电势高于b端电势B.仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体C.仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地D.仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地三、解答题如图所示，A为带正电的金属板．小球的质量为m、电荷量为q，用绝缘细线悬挂于O 点，受水平向右的电场力偏转θ角后静止．试求小球所在处的电场强度．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法．利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等．试问：（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？如图所示，带电荷量分别为+Q和−Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P．当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c 在导体P内）产生的电场强度是多少？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，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小和方向分别是怎样的？如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q=+4×10−6C．（1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？（2）如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q=−2×10−6C的带电小球，使桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1.【答案】B,D【考点】静电平衡【解析】此题暂无解析【解答】解：A．处于静电平衡状态下的导体内部的自由电子仍在做无规则运动，但定向运动停止，A错误；B．静电平衡时，导体内部的任一点的原外电场与感应电荷产生的感应电场相互抵消，合场强为零，B正确；CD．处于静电平衡状态下的导体是等势体，但电势不一定为零，C错误，D正确．故选BD．2.【答案】A,B,D【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A正确；B．金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用，B正确；C．电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错误；D．将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D正确．故选ABD．3.【答案】A,C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．电子向A极运动，根据负电荷由低电势点向高电势点运动知，A正确，B错误；CD．烟气由低空向高空升起，所以C为进气口，D为排气口，C正确，D错误．故选AC．4.【答案】B,D【考点】电势静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：ABC．由于静电感应B的左侧外表面带负电荷，右侧外表面带正电荷，内部场强为零，故B正确，A、C错误；D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确．故选BD．二、选择题【答案】A【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，A符合题意；B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，B不符合题意；C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，C不符合题意；D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，D不符合题意．故选A．【答案】B【考点】电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：AD．静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，故AD错误；BC．金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，故B正确，C错误．故选B．【答案】B静电平衡静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b．B正确．故选B．【答案】B【考点】生活中的静电现象【解析】本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．【解答】解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关．静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就像油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：因为静电平衡的原理，处于作业服之内的空间合场强为零，人处于内部空间起到了保护作用，电势并不一定为零，根据静电平衡的特点，整个作业服是一个等势体，所以C对．故选C．【答案】B【考点】静电感应【解析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动；电荷间的相互作用，同号电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【解答】解：金属导电的实质是自由电子的移动，即负电荷在外电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，正电荷不移动，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】D生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由题图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A错误；B．离工件越近，根据库仑定律得知，涂料微粒所受库仑力越大，故B错误；CD．涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小，故C错误，D正确．故选D．【答案】B【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由于空心导体为等势体，所以φB=φC，选项A错误，B正确；CD．由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，选项C、D 错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：根据静电感应，空心球的内侧感应出负电荷，外表面带正电荷，球壳内部场强处处为零，电场线中断，根据电场线的特点可知，B正确，A、C、D错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器时，箔片不张开，故B正确，ACD错误．故选B．【答案】D【考点】特殊带电体电场强度的计算【解析】此题暂无解析【解答】解：由内部合场强为零可知，感应电荷产生的场强与Q在该点产生的场强等大反向，故E=kQr2．故D正确．故选D．【答案】B【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：如图枕形导体在带正电的小球附近时，枕形导体上的自由电子会向左边运动，左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体．当处于静电平衡时，枕形导体是个等势体，即导体a端电势等于b端电势，故B正确，A、C、D错误．故选B．三、解答题【答案】小球所在处的电场强度为mg tanθq，水平向右．【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：对小球受力分析如图所示，由平衡条件得：F=mg tanθ，小球所在处的电场强度：E=Fq =mg tanθq，小球带正电荷，电场强度方向与其受到的电场力方向一致，方向水平向右．【答案】（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【考点】生活中的静电现象静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【答案】产生的电场强度为8kQL2，沿ba连线向左．【考点】电场的叠加点电荷的场强【解析】此题暂无解析【解答】解：由点电荷的电场强度公式E=kQr2，得：+Q和−Q的两个点电荷在c点产生的电场强度E+=kQr2=kQ(L2)2=4kQL2，同理E−=4kQL2，再由矢量合成得：E=E++E−=8kQL2，方向水平向右，感应电荷产生的电场等大反向，故电场强度为8kQL2，方向水平向左．【答案】产生的场强为kq(R+l2)2，方向为向左．【考点】点电荷的场强生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：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，棒中任何一点都有两个电场，即外电场——+q在该点形成的电场E0，附加电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′，当达到静电平衡时E′=E0，题中所求的即为E′．棒的中点距离+q为r=R+l2，于是E′=E0=kq(R+l2)2，E′和E0方向相反，方向向左．【答案】（1）内外表面带电荷量分别为0和+4×10−6C．（2）桶内、外表面带电荷量分别为0和+2×10−4C．【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C．（2）一个带负电的带电体接触内表面后，物体可以看成一个整体，正、负电荷发生中和现象，电荷仍然分布在外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C+(−2×10−6C）=+2×10−6C．。

高中物理静电现象的应用知识点一、静电感应现象1. 导体：容易导电的物体叫导体。

2. 导体中存在大量自由电荷。

常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。

3. 静电感应现象：放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。

这种现象叫静电感应现象。

4. 感应电荷：静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷。

二、静电平衡状态下导体的电场1. 静电场中导体内电场分布2. 静电平衡：电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。

3. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直三、导体上电荷分布1. 法拉弟圆桶实验2. 静电平衡时，超导体上电荷分布规律：导体内部无净电荷，电荷只分布在导体的外表面在超导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷位置几乎没有电荷。

四、静电屏蔽1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。

2. 静电屏蔽的两种情况：导体内腔不受外界影响;接地导体空腔外部不受内部电荷影响。

3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。

有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。

这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。

在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。

)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。

第七节静电现象的应用教学设计第七节静电现象的应用一、教材分析1、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。

2、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，最后通过两道例题巩固加深理解。

二、教学目标：1、掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。

2、通过概念建立、规律的得出培养学生认真严谨的科学态度和探究创造的心理品质。

3、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，知道处于静电平衡的导体的特征。

三、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是本节的难点。

四、学情分析《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。

五教学方法：教师的引导，学生的讨论、评议；再加动画演示和实验演示加深体会。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习初步把握静电感应现象和静电平衡状态下导体场强的特点2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

提问：1．电场的重要性质是什么？2．金属导体的微观结构如何？自由电子会怎样移动？（二）情景导入、展示目标。

把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？（三）合作探究、精讲点拨：一、静电感应现象及静电平衡1：现象的解释画图阐述：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的现象叫做静电感应。

高中物理静电现象高中物理学习的一个重要内容就是静电现象。

静电是指物体之间由于电荷分布不均导致的电荷积累现象。

本文将从静电的起因、表现以及应用等方面进行论述。

一、静电的起因静电的起因是由于物体之间的电荷分布不均匀所致。

在物质之间，分子和原子都带有电荷。

当物体处于接触或摩擦状态下，分子和原子会发生电荷的转移，其中一个物体失去电荷，另一个物体获得电荷。

这种电荷的失去和获得导致物体上出现电荷的积累，形成静电现象。

二、静电的表现1. 静电的积累：当两个物体分离时，其中一个物体会带有正电荷，另一个带有负电荷。

这种电荷的积累是静电产生的基础。

2. 静电的放电：当积累的电荷达到一定程度时，物体将通过放电来恢复电荷平衡。

静电放电可以以明火放电和静电火花的形式存在。

明火放电是指电荷之间的能量释放成可见的明火；而静电火花则是电荷大到足以形成能见度很低的电弧，通常会伴随着可听见的噼啪声。

三、静电的应用1. 静电干扰：静电现象在工业生产中可能产生一些负面影响。

例如，在印刷业中，纸张和打印机滚筒之间的静电会导致纸张吸附在滚筒上，造成印刷品脏污或者卡纸现象。

为了减少这种干扰，可以采取吹风除静电、喷雾除静电等方法。

2. 静电喷涂：静电喷涂是一种常用的喷涂技术。

通过静电作用，涂料颗粒在喷涂过程中带电，能够更好地附着在物体表面。

静电喷涂不仅提高了喷涂效果，还节省了喷涂剂的使用量。

3. 静电除尘：在工业生产过程中，物体表面可能会吸附灰尘和污染物。

静电除尘技术利用电场的作用，将带有异性电荷的颗粒吸引到电极上，从而实现对物体表面的清洁。

4. 静电复印：静电复印机是利用静电原理制作的一种影像设备。

在复印过程中，通过静电感光器件将原稿上的图像转化为电荷图像，然后通过静电作用将电荷图像转移到感光鼓上，最后通过粉末吸附和固化形成复印品。

四、静电现象的注意事项1. 静电存在的不可忽略性：静电现象在我们的日常生活中随处可见，我们要对静电现象加以重视和注意。

《静电现象的应用》的教学设计河南省实验中学一李双东《静电现象的应用》是人教版高中物理选修3-1第一章第七节的内容，《静电现象的应用》是静电场的 重要应用，学好本节内容对今后处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的，同时《静电现象的 应用》的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的联系，因此学习这部分知识有着广泛的 现实意义。

教师启发.引导.学生讨论.交流、分组实验、媒体展示.实验演示。

多媒体、ppt 课件、自制静电除尘器、自制避雷针模拟器、高压屏蔽视频、分组实验器材等课时安排 1课时教学思路 ［理论探究【静电屏蔽实验验证］尖端放电静电平衡静电应用教材分析教学目标教学重点 教学难点1、 理解静电平衡的概念；2、 通过理论探究和分组实验来掌握静电平衡的特点；3、 了解静电现象的两个应用静电屏蔽和尖端放电。

1、 通过静电平衡的理论推导和实验验证，了解物理学的研究方法;2、 尝试运用静电现象分析解决一些与生产生活相关的物理问题，从而培养学生自主学 习能力和理论联系实际的能力。

1、 创设师生互动情景，培养学生主动与他人合作的精神和探索与日常生活有关的物理 问题的勇气；2、 通过用静电现象解释和处理有关问题，让学生体会物理学对人的生活、生产的影响 和对社会发展的贡献，激发学生热爱科学、探索科学的热情。

1、 静电现象的特,2、 静电的两个应用。

知识与技能过程与方法情感态度 与价值观用实验验证静电现象的各个特点。

教学方法 教学资源教学过程内容（一）导入过程一、新课导入（-）导入揭秘二、新课教学（一）静电平衡（理论探究）雾霾天气工业烟雾自制除尘仪器实验导入：演示静电除尘实验导入语：课前我们先来做一道联想题，结合下面情景联想两个字？请大声告诉我，没错就是雾霾，雾霾是当下最严重的环境问题之一，它的主要成因则是烟雾，下面我给大家演示一个与烟雾有关的实验。

烟雾为什么会消失，大家想知道这里的奥祕吗？那就一起随我走进今天的课堂“静电现象的应用”自制除尘器创作历程该导入将在尖端放电的教学环节中进行揭秘，去掉烟囱，可以看到，矿泉水瓶作为烟囱，中药艾条来产生烟雾，锯条作为尖端放电的一极，而易拉罐外壳作为吸尘的另一极。

静电现象的应用教案一、三维目标知识与技能1、知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体的外表面上；2、知道静电屏蔽现象及其应用。

3、知道尖端放电的原理及其应用。

过程与方法：通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。

态度情感价值观：通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。

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。

二、教学过程知识储备：1、电场的性质2、电场力的表达式3、电场力做功的表达式4、怎样证明导体是等势体5、等势体与电场线的关系新课教学（一）静电平衡1、思考与讨论：将一个不带电的导体放在匀强电场中（1）自由电子怎样移动？（2）自由电子会在什么地方积聚？（3）电子的积聚最终会出现怎样的结果？2、静电平衡状态．思考与讨论：处于静电平衡时的导体的电势分布有什么特点？3、静电平衡状态的特点4、应用：静电屏蔽定义：实际应用举例：课堂小练1、当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是:( )A.外电场E0 消失。

B.感应电荷产生的电场E'为零。

C.导体内部合场强E 内= E0 + E'=0。

D.导体表面和内部场强均为零。

(二)导体上电荷的分布1、预习讨论：（1）、带电导体上的电荷是如何分布的呢？（2）、带电导体上的电荷分布是均匀的么？2、应用：尖端放电定义：闪电防护举例课堂小练2．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。

图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况(四)、小结：自己小结这节课所学习的主要知识(三)、课后作业以学习小组的形式分别从生活中静电的应用，生产中静电的应用，静电危害的防护等角度收集有关实例，并以“我学我用”为题完成一篇科普报告(五)、课堂练习1.将原来不带电的绝缘导体B 移近带负电的绝缘导体A，如1-93 所示，以下说法正确的是：（）A.导体B 上各点的场强大小相等B.导体A 内部的场强一定为零C.导体B 的左端电势比右端电势高D.导体B 上的感应电荷在它的C 点所形成的场强一定不为零2.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，如图所示。

《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？6．继续定向移动的结果是什么？7．最终达到一种特殊的状态，内部的场强处处为零，定向移动停止。

得出结论：处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，内部的场强处处为零。

8．把上边的实心导体挖空，变成一个导体壳，对静电平衡状态有影响吗？9.如果把一个小的导体放入导体壳中，小导体还会发生静电感应现象吗？设计意图：通过问题串组织教学，让学生认识逐步深化。

高中物理静电现象的应用教案学科：物理年级：高中课时：1课时教学目标：1. 了解静电现象的基本概念及其应用；2. 掌握静电现象在日常生活中的应用；3. 能够在实际问题中灵活运用静电现象。

教学重点：1. 静电现象的应用；2. 举例说明静电现象在日常生活中的应用。

教学难点：1. 理解静电现象在具体应用中的作用；2. 运用静电现象解决实际问题。

教学准备：1. 教材：教科书《物理》；2. 实物：玻璃棒、塑料棒、气球等；3. 图片或视频资料：与静电现象的应用相关的图片或视频。

教学流程：Step 1：导入（5分钟）教师通过展示实物或者图片引入静电现象的概念，引发学生对静电现象的兴趣。

Step 2：讲解（10分钟）教师简要介绍静电现象的基本概念，并通过举例说明静电现象在日常生活中的应用，如静电吸附、静电除尘等。

Step 3：案例分析（15分钟）教师提供一个实际问题，让学生运用静电现象来解决问题，引导学生思考静电现象在生活中的应用。

Step 4：小结（5分钟）教师对本节课的内容进行小结，强调静电现象在日常生活中的重要性和应用价值。

Step 5：作业布置（5分钟）布置相关作业，要求学生进一步了解静电现象的应用，并结合实际情况举例说明。

教学反思：通过本节课的教学，学生能够深入了解静电现象在日常生活中的应用，并能够灵活运用静电现象解决实际问题。

同时，通过案例分析和讨论，激发了学生对物理知识的兴趣和学习动力。

在今后的教学中，应该进一步拓展静电现象的应用领域，增强学生的实际操作能力和创新思维。

第7节静电现象的应用1.静电平衡状态是指处在电场中的导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。

2．处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面是等势面，其内部电场强度处处为零。

3．尖端放电现象是导体尖端失去电荷的现象。

4．金属壳达到静电平衡时，其内部不受外部电场影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽。

一、静电平衡状态、导体上电荷的分布1．静电平衡状态导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。

2．静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为零。

(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。

(3)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。

3．导体上电荷的分布(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。

(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

二、尖端放电和静电屏蔽尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响应用或防止应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施应用：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防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失1．自主思考——判一判(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。

7 静电现象的应用学习目标知识脉络1.了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特性．(重点)2．了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．(难点)3．了解尖端放电和静电屏蔽现象.静电平衡状态下导体的电场[先填空]1．静电感应现象把导体放入电场，导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象．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等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态．3．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零．(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．4．静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷．[再判断]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.(√)[后思考]如图1-7-1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，小球带不带电？图1-7-1【提示】不带电．小球放入金属空腔球壳内，平衡后，电荷只分布在金属空腔球壳的外表面．[合作探讨]如图1-7-2所示，将一个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．图1-7-2探讨1：自由电子将向哪个方向移动？试说明导体左、右两侧各呈现什么电荷．【提示】自由电子受向左的电场力，向左运动，左侧呈现负电荷，右侧呈现正电荷．探讨2：自由电子能否一直运动？为什么？【提示】自由电子不会一直运动．因为感应电荷的电场和外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子将停止定向移动．[核心点击]1．对静电平衡的三点理解(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)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场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．处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点(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，电量相等，近异远同，如图1-7-3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．图1-7-31．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()【导学号：34522014】【解析】金属盒内部由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为0，即金属盒内的每一点，感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷＋Q 在那点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，但方向相反.【答案】 C2.(多选)如图1-7-4所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不相接触)时，下列说法中正确的是( )图1-7-4A ．B 端的感应电荷越来越多B ．导体内部电场强度越来越大C ．导体的感应电荷在M 点产生的电场强度大于在N 点产生的电场强度D ．导体的感应电荷在M 、N 两点产生的电场强度相等【解析】 绝缘导体移近带负电的小球P 时，导体中的自由电子受到带负电小球P 产生的电场的作用力变大，使自由电子不断地向B 端移动，AB 两端的感应电荷不断增多，故选项A 正确．由于导体AB 是缓慢移动，导体处于静电平衡是在很短的时间内完成的，缓慢移动过程中的各个状态带负电小球P 产生的电场和导体AB 上感应电荷的电场叠加的结果均会使导体内部各处的合电场强度总等于零，故选项B 错误．M 点距小球P 的距离比N 点要近，由E ＝k Q r 2可知，带负电小球P 在M 点产生的电场强度大于在N 点产生的电场强度．而导体内部的合电场强度处处为零，那么导体上的感应电荷在M 点产生的附加电场的电场强度就大于在N 点产生的附加电场的电场强度，故选项C 正确，D 错误．【答案】 AC对静电平衡问题的两点提醒：(1)一个孤立的带电体，处于静电平衡时电荷只能分布在外表面.(2)净电荷是指导体内未被中和抵消的剩余电荷，感应电荷是指由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷.尖 端 放 电 和 静 电 屏 蔽[先填空]1．电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷分离的现象．2．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．3．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为0，外电场对壳内不会产生影响．4．尖端放电和静电屏蔽的应用、防止(1)尖端放电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，减少电能的损失．(2)静电屏蔽的应用①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰．②电工高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业．[再判断]1．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．(×)2．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．(×)3．飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地．(√) [后思考]为什么安装了防盗网的室内手机信号不好，没安防盗网的室内手机信号好？【提示】若把手机放入金属网罩中，金属网罩对手机信号起到屏蔽作用，安装防盗网对手机信号有一定影响．故安装了防盗网的室内手机信号不如没安防盗网的室内手机信号好．[合作探讨]如图1-7-5所示，为带有高电压的法拉第笼，笼内站有几名同学．图1-7-5探讨1：法拉第笼内各处的电场强度是多大？【提示】处处为零．探讨2：为什么在带高电压的笼内的人安然无恙？【提示】法拉第笼外壳是金属，能起屏蔽作用，所以在带高电压的笼内的人安然无恙．[核心点击]静电屏蔽的两种情况屏蔽外电场屏蔽内电场图示实现过程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，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用最终结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质静电感应与静电平衡3．如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，不能起到屏蔽外电场或内电场作用的是()【解析】A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用；B图中金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用；C中电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用；D中将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用．【答案】 C4．将悬挂在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1-7-6所示．下列说法正确的是()【导学号：34522015】图1-7-6A．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【解析】球C对外界电场有静电屏蔽作用，使处于C内部的A球不受外界电场影响，所以A不偏移；但A在C的外表面感应出正电荷，也就是C不能屏蔽内部电荷向外激发电场，所以B将向右偏，B正确．【答案】 B对静电屏蔽问题的三点提醒(1)空腔可以屏蔽外界电场，接地的空腔可以屏蔽内部的电场作用，其本质都是因为激发电场与感应电场叠加的结果，分析中应特别注意分清是哪一部分电场作用，还是合电场作用的结果．(2)对静电感应，要掌握导体内部的自由电荷是如何移动的，是如何建立起附加电场的，何处会出现感应电荷．(3)对静电平衡，要理解导体达到静电平衡时所具有的特点．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。