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电场中的导体-鲁科版选修3-1教案一、教学目标1.理解电场的概念和性质；2.理解导体在电场中的基本性质和应用；3.掌握电势和电场的计算方法；4.能够应用电场的基本原理解决实际问题。
二、教学内容1.电场的概念和性质（1）电荷和电场的相互作用（2）电场强度的定义和计算方法（3）电场线和电势的概念2.导体在电场中的性质和应用（1）导体的电荷分布（2）导体的电势分布（3）静电屏蔽和电容器的工作原理3.电势和电场的计算方法（1）点电荷电势和点电荷电场的计算方法（2）连续电荷分布的电势和电场的计算方法（3）多种电荷分布的电势和电场的计算方法4.应用电场的基本原理解决实际问题（1）电荷在电场中的运动（2）电场中的工作三、教学重点和难点重点1.电场的概念和性质2.导体在电场中的性质和应用3.电势和电场的计算方法难点1.连续电荷分布的电势和电场的计算方法2.多种电荷分布的电势和电场的计算方法四、教学方法1.课堂讲解，重在解释电场基本概念的含义。
2.课堂探究，引导学生通过实验发现导体在电场中的性质和规律。
3.课堂练习，增加学生巩固所学知识的机会。
五、教学流程第一步：引入引出电场的性质，注重引导学生思考电场的物理含义。
第二步：电场的概念和性质讲解电荷和电场的相互作用，电场强度的定义和计算方法，电势和电场线的概念。
注意：介绍电场的时候，应用生活中的例子进行说明。
第三步：导体在电场中的性质和应用讲解导体的电荷分布，导体的电势分布，静电屏蔽和电容器的工作原理。
注意：与学生进行交流，引导他们理解导体在电场中的基本性质和规律。
第四步：电势和电场的计算方法讲解点电荷电势和点电荷电场的计算方法，连续电荷分布的电势和电场的计算方法，多种电荷分布的电势和电场的计算方法。
注意：引导学生掌握电势和电场的计算方法。
第五步：应用电场的基本原理解决实际问题讲解电荷在电场中的运动和电场中的工作。
注意：引导学生掌握如何应用电场的基本原理解决实际问题。
高中物理学习材料唐玲收集整理第1章第4节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对【解析】带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，所以只有B正确．【答案】 B2.如右图所示，球壳内部球心位置放置点电荷Q，球壳内A点，壳壁中B点、D点，壳外C点，则下列说法不正确的是( )A．B、D两点的电势相等B．A、C两点的电势相等C．如果球壳外部接地，B、D两点的电势等于零D．φA＞φB＝φD＞φC【答案】 B3．专门用来运输柴油、汽油的油罐车，在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链，对它的作用下列说法正确的是( )A．让铁链与路面摩擦产生静电，使油罐车积累一定的静电荷B．让铁链发出声音，以引起其他车辆的注意C．由于罐体与油摩擦产生了静电，罐体上的静电被铁链导入大地，从而避免了火花放电D．由于罐体与油摩擦产生了静电，铁链将油的静电导入大地，从而避免了火花放电【解析】在运输柴油、汽油时，由于上下左右颠簸摇摆，造成油和油罐的摩擦而产生静电，汽车轮胎导电性能不好，难以把静电导入大地，所以一条拖在地上的铁链就能避免静电的积累．所以只有C正确．【答案】 C4.如图所示，在球壳内部球心处放置带电荷量＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是( )A．A、B两点场强均为零B．E A＞E B＞E CC．如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同D．B点场强方向指向球心【解析】＋Q放在球壳内部球心处，由于静电感应，内壁感应出负电荷，外壁感应出等量的正电荷．如右图所示，球壳壳壁内部场强为零，其他地方的场强与仅存在点电荷＋Q 时产生的场强相同，故E A＞E C＞E B；如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点场强方向相同．【答案】 C5.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如右图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔( )A．不会张开B．一定会张开C．先张开后闭合D．可能会张开【答案】 B6．对于静电喷漆的说法，下列正确的是( )A．当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来B．当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带负电，物体带正电，相互吸引而被物体吸附C．从喷枪喷出的油漆微粒带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上D．因为油漆微粒相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆【解析】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，从而减少了浪费，所以只有C正确．【答案】 C7．下列关于静电除尘的说法中正确的是( )A．进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动B．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C．烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动D．烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到【解析】静电除尘器的两个电极接高压电源，形成强电场，使空气发生电离，自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出，故A、C、D都不对，只有B对．【答案】 B8．如下图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球缓慢地靠近(不相碰)，则下列说法中正确的是( )A．B端的感应电荷越来越多B．导体内场强越来越大C．感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强D．感应电荷在M点和N点产生的场强相等【解析】绝缘导体向带电体移动过程中，导体中电荷受到的外电场的作用力变大，使电荷不断移动，故A正确．由于导体缓慢移动，所以移动过程导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部合场强应等于零，故B错误．要使合场强等于零，感应电荷在M、N两点的场强应与电荷Q在M、N两点产生的场强大小相等，方向相反，由E＝kQ/r2可知，C对，D错，故选择A、C.【答案】AC9.如右图所示，正电荷Q位于坐标原点，为使P(1,0)点的电场强度为零，另一电荷带电－2Q应放在( )A ．位于x 轴上，x ＞1B ．位于x 轴上，x ＜0C ．位于x 轴上，0＜x ＜1D ．可以不在x 轴上【解析】 因为正电荷Q 放在了坐标原点，负电荷的电荷量大于正电荷的电荷量，且P 点在x 轴上，故可知另一电荷一定要在x 轴上，且距P 点距离大于Q 距P 点的距离，又因为两电荷异号，故可知其位置一定在x ＜0处．【答案】 B10.如右图所示，绝缘、开口的金属球壳A 已带电，现把验电器甲的小金属球与A 球壳的内壁用导线相连，另外把一带有绝缘柄的小金属球B 与球壳A 的内壁相接触后再与验电器乙的小金属球相接触，验电器乙距球壳A 足够远，那么验电器甲的金属箔片________，验电器乙的金属箔片________．(填“张开”或“不张开”)【解析】 金属球壳A 是处于静电平衡的导体，由于同种电荷间有相互排斥的作用力，所以验电器甲的金属箔片张开．电荷分布在金属球壳的外表面上，在金属球壳的内表面没有静电荷的分布．【答案】 张开 不张开11.如右图所示，正电荷Q 放在一匀强电场中，在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点，将检验电荷q 放在a 点，它受到的静电力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b 、c 两点的场强大小和方向如何？【解析】 点电荷Q 周围空间的电场是由两个电场叠加而成的．根据题意可知，Q 在a 点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场的场强大小为E ＝kQ r 2，方向向右．在b 点，两个电场合成可得E b ＝2kQ r 2，方向向右． 在c 点，两个电场合成可得E c ＝2kQr 2，方向指向右上方，与ab 连线成45°角．【答案】kQr2，方向向右E b＝2kQr2，方向向右E c＝2kQr2，方向指向右上，与ab连线成45°角12．在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B，A、B相距20 cm，q1＝4×10－8C，q2＝8×10－8 C．则(1)如下图，在AB连线上A的外侧距A为20 cm处的D点场强大小、方向如何？(2)能否在D处引入一个带负电的电荷－q，通过求出－q在D点处合电场力，然后根据E＝F/q求出D处的场强大小和方向？【解析】场强是矢量，根据E＝k Qr2求出每个电荷在D点产生的电场强度的大小，判断出每个电荷的场强方向，然后根据平行四边形定则矢量叠加即可．(1)q1在D点产生的场强E1＝k q1r AD2＝9×109×4×10－80.22N/C＝9×103 N/C，方向向右；q2在D点产生的场强E2＝k q2r BD2＝9×109×8×10－80.42N/C＝4.5×103N/C，方向向左；D点合场强E＝E1－E2＝4.5×103 N/C，方向向右．(2)可以．因为电场中某点的场强由电场本身决定，与放入电荷无关，不论放入电荷电荷量如何，该点的场强大小、方向都不变．【答案】(1)E＝4.5×103 N/C，方向向右(2)E＝4.5×103 N/C，方向向右。
