2019高二物理人教版选修31第一章：17静电现象的应用学案(无答案)语文

第1.7节《静电现象的应用》导学案班级： 组别： 姓名：【学习目标】1、认识静电感应，知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。

2、知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点。

（重点）3、知道静电屏蔽现象及其应用。

（难点）【学法指导】1、教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

2、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。

3、通过理论联系实际的方法解决物理问题。

【知识链接】1、电场强度的公式：①F E q= 适用范围 ②2r Q k E =适用范围 ③d U E AB =适用范围 2、电场力做功的公式：① =AB W 适用范围 (与电势能变化的关系)② =AB W 适用范围 (与电势差之间的关系)3.电势差的公式：① =AB U 适用范围 (与B A ϕϕ和的关系式)② =AB U 适用范围 (与电场力做功AB W 的关系式)③ =AB U 适用范围 (与场强E 的关系式)【学习过程】引入新课思考与讨论：（在没有电场的情况下）（参考教材2—3页）（1）金属导体的微观结构如何？（2）自由电子怎样移动？新课学习知识点一、静电平衡状态下导体的电场情景：如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中。

问题1：画出导体内的自由电子受到哪个方向的库仑力的作用，标明自由电子将怎样定向移动？（在甲图中标出）问题2：移动过程中AB面将出现电荷，CD面将出现电荷（在乙图中标出），我们把这些电荷称为感应电荷，请画出AB、CD面电荷分布情况。

问题3：导体两个表面出现电荷后，这些电荷在导体内部产生的电场E/的方向如何（用E′在乙图中标出）。

请写出导体内部的总电场E的表达式并分析如何变化？问题4：导体内部自由电子是否一直做定向移动？最终结果E0与E/之间的关系式将怎样，导体内部总电场E等于多少？小结：1、静电平衡状态：2、①场强特点：②电势特点：③电荷分布特点：知识点二、尖端放电（阅读课本P25内容，要回答下列问题）1、什么叫电离？2、什么叫尖端放电。

17 静电现象的应用课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布的特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】1．静电平衡状态下导体的电场2．导体上电荷的分布3．尖端放电4．静电屏蔽【典例剖析】【例1】如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．【例2】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(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B 向C 靠近，如图所示，于是有( )A ．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向B ．A 的位置不变，B 向右偏离竖直方向C ．A 向左偏离竖直方向，B 的位置不变D ．A 和B 的位置都不变【达标检测】1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是( )A ．导体内部的场强处处为零B ．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上C ．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零D ．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是( )A ．飞机轮子上搭地线B ．印染车间保持湿度C ．复印图片D ．电工钳柄装有绝缘套3．如图所示，带电体Q 靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是( )A ．导体腔内任意点的电场强度B ．导体腔内任意点的电势C ．导体外表面的电荷量D ．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab 附近P 处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( )A ．a 端的电势比b 端的高B ．b 端的电势比d 点的低C ．a 端的电势不一定比d 点的低D ．杆内c 处电场方向由c 指向b5．电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的，下列说法正确的是( )A ．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B ．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C ．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D ．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用。

7静电现象的应用[学习目标] 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．[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．[后判断](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.(√)[你知道家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属的主要原因吗？图1－7－2【提示】 若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属壳子就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作．[后判断](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．(√)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中学生分组探究一 对静电平衡的理解(深化理解)第1步 探究——分层设问，破解疑难 1．静电感应现象的实质是什么？ 2．静电平衡的导体为何是等势体？ 第2步 结论——自我总结，素能培养1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E 0的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止．2．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 .3．静电平衡状态下的导体的电荷分布特点(1)净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷．(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异．(3)净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷．第3步 例证——典例印证，思维深化长为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1－7－3所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于________，方向 ________.图1－7－3【思路点拨】 (1)导体内合场强为零． (2)点电荷电场强度E ＝k Qr2.【解析】 导体棒在点电荷＋q 产生的电场中发生静电感应，左端表面出现负电荷，右端表面出现正电荷．棒内任何一点都有两个电场，即外电场(＋q 在该点形成的电场E 0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E ′)．达到静电平衡时棒内的电场为0，即E ′＝E 0.题中所求的即为E ′，于是我们通过上述等式转化为求E 0.棒的中点到＋q 的距离为r ＝R ＋L 2，于是E ′＝E 0＝kq(R ＋L 2)2，E ′和E 0的方向相反，即方向向左．【答案】kq(R ＋L 2)2 向左解决静电平衡问题思路(1)利用静电平衡的特点．(2)分清静电平衡导体的三个场强：外电荷的场强E 0，感应电荷的场强E ′，合场强E ＝E 0－E ′＝0.第4步 巧练——精选习题，落实强化1．如图1－7－4所示，在原来不带电的金属细杆ab 附近P 处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( )A ．a 端的电势比b 端的高B ．b 端的电势比d 点的低C ．a 端的电势不一定比d 点的低D ．杆内c 处场强的方向由c 指向b图1－7－4【解析】 首先画出电场线(如图所示)，沿电场线方向电势降低，b 点电势比d 点低，B 正确．金属杆ab 在静电平衡后是一个等势体，a 点电势等于b 点电势，也比d 点低，选项A 、C 均错误．静电平衡后的导体内部场强为零，选项D 错误．【答案】 B2．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( )【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】 C学生分组探究二静电屏蔽的两种情况(拓展延伸) 第1步探究——分层设问，破解疑难1．什么材料的物体适合做静电屏蔽器？2．为什么一些精密电表的外壳是由金属材质做的？第2步结论——自我总结，素能培养第3步例证——典例印证，思维深化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1－7－5所示，下列说法正确的有()A．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的位置都不变图1－7－5【思路点拨】A电荷是否偏转，取决于A电荷是否受电场力的作用，即取决于A电荷所在位置是否有电场．【解析】带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向，而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，因此A球不受B球电场的影响，而保持竖直位置不变，选项B正确．【答案】 B静电屏蔽问题的分析方法静电屏蔽的本质是静电感应，从现象上看为导体处于静电平衡态，因此，分析此类问题的依据是静电平衡的特点，另外再结合场强，电势以及电场线的概念和特点．第4步巧练——精选习题，落实强化3．(多选)图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引()【解析】金属空腔不接地可屏蔽外部电场，接地可屏蔽内部电场．【答案】AD4．如图1－7－6所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时()A．P、R上均出现感应电荷B．P、R上均没有感应电荷C．P上有感应电荷而R上没有感应电荷D．P上没有感应电荷而R上有感应电荷图1－7－6【解析】当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，由于静电感应，M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的电荷－Q正好中和，使外表面不带电．这实际上是M所带电荷－Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能使P产生静电感应，P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的金属球N的空腔中时，由于静电感应存在，N的内表面带负电荷，外表面带正电荷，N的外部有电场，使R产生静电感应，使左端带负电，右端带正电．故选项D正确．【答案】 D静电感应现象中电荷移动方向的判断1．静电感应现象中电荷移动的方向取决于所在区域的电场方向，电荷在电场力的作用下定向移动，直至达到静电平衡．某区域净电荷不为零，该区域的电荷不一定发生定向移动；某区域净电荷为零，该区域的电荷不一定不发生定向移动．2．产生静电感应现象时，若两个或几个物体通过导线相连，应将这几个物体看作一个整体进行分析．这几个物体作为一个整体遵循静电平衡时场强、电势及电荷分布的特点．图1－7－7(多选)如图1－7－7所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是()A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点的场强不相等C．感应电荷产生的附加场强大小是|E A|<|E B|D．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动【思路点拨】K断开时，枕形导体处于静电平衡，当K闭合时，枕形导体与大地形成同一导体，处于静电平衡．【解析】枕形导体处于静电平衡状态，其内部的A、B两点场强都为零，A对，B错．由于A离正电荷较近，正电荷在A点产生的场强较大，故感应电荷在A点产生的附加场强也较大，C错．电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体定向移动，以中和枕形导体上的正电荷，最后使它显示负电性，D对．【答案】AD——[先看名师指津]——————————————求解此类问题时应当明确以下三点：(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，其实质是合场强为零．(2)比较感应电荷产生的附加电场的大小、方向时，应以产生外加电场的电荷为研究对象．(3)明确接地导体的远端是地球．——[再演练应用]———————————————如图1－7－8所示，空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体．当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时，电荷将做()A．向上偏转的类平抛运动B．向下偏转的类平抛运动C．匀速直线运动D．变速直线运动图1－7－8【解析】电荷如何运动，由电荷的受力决定，而电荷的重力不计，则只需考虑电荷是否受电场力．根据电场中导体的特点，即可判断．空心导体处在带正电的带电体附近，根据电场中导体的特点，空心导体起到了静电屏蔽的作用，使得内部电场强度为零，电荷不受电场力的作用，所以做匀速直线运动，C选项正确．【答案】 C。

§1.7静电现象的应用若将导体接地则情况如何？左端接地呢？5．静电平衡的特点：⑴内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 ____ ）⑵导体的表面是 ，整个导体是 【探究二】导体上电荷的分布：演示法 1. 法拉第圆筒实验2．结论：净电荷分布在导体 导体表面附近电场线与表面 导体尖端处电荷密度 3．理论分析：理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强 ，导体就不是处于静电平衡状态4．静电平衡时导体周围电场分布：上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线（为什么）【探究三】尖端放电1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？ 【探究四】静电屏蔽 1、 空腔导体的特点：净电荷只分布在 ，内表面 ，空腔内没有电场 2、 静电屏蔽:外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小若将球壳接地，则内外各不影响3、 应用:电学仪器和电子设备外面套有金属罩 通信电缆版面包一层铅皮 高压带电作业人员穿金属网衣 通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱 当堂练习：〖基础达标〗1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( ) A ．都被原子束缚 B ．都集中在导体两端C ．都停止运动 D ．都停止定向移动+ ＿ ＿＿＋ ＋ ＋+－ － ＋ ＋ ＋－++2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( )A．一定增强 B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱 D不变3．一个带绝缘座的空心金属球A带有4×lO-8C的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷，使B球和A球的内壁接触, 如图所示，则A、B各带电荷量为 ( )A．Q A=10-8C，Q B=lO-8C B．Q A=2×Lo-8C, Q B=OC．Q a=O，Q b=2×10-8C D．Q a=4×10-8C，Q B=－2×10-8C4．带电量分别为+Q和－Q的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为 ( )A．2kQ／r2 B．4kQ／r2+Q C．8kQ／r2 D．05．如图所示，在一个原来不带光的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体, A、B分别是球壳内、外的两点, C是金属内部一点，其电场分布是 ( )A．E A≠O, E B=O，E C=O B．E A≠O, E B≠O，E C=OC．E A≠O, E B≠O，E C≠O D．E A=O, E B≠O，E C=O6．将导体放入场强为E的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( )A．逐渐减小，直至大小为零 B．逐渐增大，直至大小为EC．先逐渐增大，后逐渐减小至零 D．始终等于零7．如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面是几乎封闭的金属圆筒C，并且B的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C 的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，不能使A带电，说明 ( )A．C是不带电的 B．C的内部不带电C．C的内部场强为零 D．以上说法均不对〖能力提升〗8．如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则( )A．A往左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置均不变9．如图所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔中, 当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势U的关系是( )A．E a>E b>E c, U a>U b>U c B．E a=E b>E c, U a=U b>U cC．E a=E b=E c, U a=U b>U c D．E a>E c>E b, U a>U b>U c10．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下述正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点电势相等，且都小于零C．感应电荷在A、B产生的附加场强大小是//A BE=ED．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动11．如图所示，在负电荷A的电场中，导体B处于静电平衡时 ( )A．P端带正电，Q端带负电 B．P端电势高，Q端电势低C．P、Q两端电势相等 D．在导体B内部，场强从Q到P12．金箔验电器原来带有正电荷．现将某带电体靠近验电器时，金箔张角增大．说明该带电体带有_____．13.为防止静电的危害，不正确的措施是( )A．采用导电橡胶做飞机轮胎 B.纺织厂车间内保持空气干燥C.运油车的油罐用铁链与大地接触D.在地毯中夹一些导电纤维14．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为。

高二物理人教版选修31 1.7静电现象的应用教案(3)问题：1.在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？2．是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？3．静电平衡后金属导体内部有电场吗？答：1.使空间电场重新分布。

2．源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动。

3．静电平衡状态：导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态。

发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E附与原电场方向相反，当E附增到与原电场等大时，（即E附与E外），合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平平衡状态。

注意：这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

2．静电平衡状态下导体的特点（1）内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。

导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生电场这两种电场叠加的结果。

（2）整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。

（因为假若导体中某两点电势不相等，这两点则有电势差，那么电荷就会定向运动）（3）表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假若内部场强不为零，则内部电荷会做定向运动，那么就不是静电平衡状态了）（4）净电荷分布在导体的外表面，内部没有净电荷。

曲率半径小的地方，电荷密度大，电场强，这是避雷针的原理。

理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面。

反证法：若内部有净电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态。

(4)导体表面附近的电场线与表面垂直。

(5)静电平衡时导体周围电场分布：上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线。

例1．如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是( )A. B端感应电荷越来越多B．导体内部场强越来越大C ．导体的感应电荷在M 点产生的场强大于在N 点产生的场强D ．导体感应电荷在M 、N 两点产生场强相等解析：绝缘导体移近带负电的小球P 时，导体中自由电子受到带负电小球P 的电场作用变大，使自由电子不断地向B 端移动，A 、B 两端感应电荷不断增多，故A 选项正确。

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，踊跃参与，体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培育学生学习物理的兴趣，这也是新课改的重要内容。

二、本节教学设计的进程为：第一学生活动：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、演绎推理的方式，训练学生的推理能力，切身感受知识的成立进程。

2、通过概念成立、规律的得出培育学生认真严谨的科学态度和探讨创造的心理品质。

3、通过对静电场中导体的自由电荷运动情形的讨论，了解静电平衡的概念，明白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，熟悉导体的电荷散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，概念规律超级抽象。

学生只有在老师的指导下参与探讨全进程，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偏向，培育学生认真严谨的科学探讨品质。

五教学方式：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、课前预备1．学生的学习预备：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．教师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探讨学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学进程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情形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？自由电子会如何移动？（二）情景导入、展示目标。

把金属导体放入电场中，导体上会出现如何的现象？（三）合作探讨、精讲点拨：一、静电感应现象及静电平衡1：现象的解释画图论述：在电场中的导体沿着电场强度方向两头出现等量异种电荷的现象叫做静电感应。

静电现象的应用学案课前预习学案一、预习目标我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象?二、预习内容1、电场的重要性质是_____________________________________.2、导体的重要特征是_________________________________.3、静电感应现象:____________________________________________4、静电感应现象的实质是_________________________5、尖端放电的原理是_______________________________.6、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？7、静电有哪些应用？8、哪些地方应该防止静电？三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件；2、理解静电屏蔽二、学习过程（一）、静电平衡状态下的电场1、静电平衡条件：2、导体达到静电平衡特点：①②③（二）、尖端放电1、解释：2、应用：（三）、静电屏蔽1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。

因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽2、两种情况：①金属内部空间不受壳外部电场的影响②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影（四）、探究：生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？三、反思总结静电平衡的特点1 。

2、。

3、。

地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是个。

这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。

四、当堂检测如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R 的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?课后练习与提高如图所示，把一个带正电的小球放人原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？参考答案课前预习学案二、预习内容1、对放入其中的电荷有力的作用。

《静电现象的应用学案》一、静电平衡的特点（1）金属导体内部有大量的，金属导体放在电场中在电场力作用下逆着电场线运动。

最终在金属导体的一侧积聚，电子的积聚会产生，导体内部的原电场被消弱，但是只要导体的内部不为零，继续移动，导体两面的继续增加，导体内的合场强进一步消弱，直到等于为止。

此时导体内的不再发生定向移动，这是我们说导体达到了。

电场中的导体（2）在电场中处于静电平衡的导体，内部的处处为零。

（3）在电场中处于静电平衡的导体是个，他的表面是个二、导体上的电荷分布：1.静电平衡时导体内部，其电荷只分布在。

2.电荷在导体外表面的分布是越尖锐的位置凹陷的位置。

三．尖端放电1.导体尖端的很大，附近的很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中的撞“散”，使空气分子中的分离，形成空气的电离。

2.导体尖端附近的特别强，导致空气中电离的电荷与尖端上的，这个现象就是尖端放电。

四．静电屏蔽。

带空腔的导体静电平衡时导体壁壳内的为零，内表面又没有，即只能在空腔之外，不会进入空腔之内，所以导体壳内的也处处为零，即无论导体外部是什么样的，电厂都不会深入导体内部，这种现象称为静电屏蔽。

《学案》教学目标1.知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征。

2.知道处于静电平衡的导体上电荷的分布规律。

3.知道什么是尖端放电现象4.理解静电屏蔽现象的形成原因问题与导学思考与讨论：金属导体的微观结构如何？自由电子在电场中怎样移动？自由电子会在什么地方积聚？电子的积聚会出现怎样的结果？最终会出现怎样的现象？电场中的导体二、静电平衡的特点什么是导体的静电平衡状态？通过上面的分析总结一下，在电场中处于静电平衡的导体有哪些特征？总结之并说明理由：（1）（2）（3）二、导体上的电荷分布：演示实验：法拉第圆筒实验；请同学仔细观察实验现象，并思考，（1）带有绝缘柄的金属小球与圆筒外壁接触后再与验电器金属小球接触，操作若干次，验电器金属箔片是否张开，这说明了什么问题？（2）带有绝缘柄的金属小球与圆筒内壁壁接触后再与验电器金属小球接触，操作若干次，验电器金属箔片是否张开，这说明了什么问题？电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？请总结处于静电平衡时导体电荷只分布有什么特征？（1）（2）三．尖端放电通过自主学习，请你说一下空气电离的原理？说一下什么叫尖端放电？避雷针的工作原理是什么？四．静电屏蔽。

7静电现象的应用学习目标1.知道静电感觉产生的原由,理解什么是静电均衡状态.2.理解静电均衡时,净电荷只散布在导体表面且内部电场强度到处为零.3.知道静电障蔽及其应用 .自主研究1.电场的重要性质是.2.导体的重要特色是.3.静电感觉现象 :4.静电感觉现象的本质是5.尖端放电的原理是.6.尖端放电的原理有何应用?7.静电有哪些应用?8.哪些地方应当防备静电?合作研究一、静电均衡状态导体的电场1.静电均衡条件 :.2.导体达到静电均衡特色:①.②.③.二、导体上的电荷散布特色以下 :1..2..三、尖端放电1.解说 :.2.应用 :.四、静电障蔽1.理解 :处于静电均衡状态的导体,内部的电场强度到处为零.所以 ,可利用金属外壳或金属网关闭某一地区不再受外界电场的影响,这一现象称静电障蔽.2.两种状况 :①金属内部空间不受壳外面电场的影响;②接地的关闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响.(2)静电障蔽的应用生活中我们见到的哪些带静电的现象是有利的?R 【例题】如图 ,长为 L 的导体棒本来不带电,现将一带电量为q 的点电荷放在距棒左端为的某点 ,当达到静电均衡时,棒上感觉电荷在棒内中点处产生的电场强度的大小为多少?以下图,把一个带正电的小球放入本来不带电的金属空腔球壳内,小球【练习与提升】带不带电 ?讲堂检测1.导体处于静电均衡,以下说法正确的选项是()A. 导体内部没有电场B.导体内部没有电荷,电荷只散布在导体的表面面C.导体内部没有电荷的运动D.以上说法均不正确2.在以下举措中 ,能将产生的静电赶快导走的是()A. 飞机轮子上搭地线B. 印染车间保持湿度C.复印图片D. 电工钳柄装有绝缘套3.以下图 ,带电体Q 凑近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷.在静电均衡后,以下物理量中等于零的是()A.导体腔内随意点的电场强度B.导体腔内随意点的电势C.导体表面面的电荷量D.导体空腔内表面的电荷量4.图为静电除尘器除尘原理的表示图.灰尘在电场中经过某种体制带电,在电场力的作用下向集尘极迁徙并堆积,以达到除尘目的.以下表述正确的选项是()A.抵达集尘极的灰尘带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电灰尘所受电场力的方向与电场方向同样D.同一地点带电量越多的灰尘所受电场力越大5.一个带有绝缘座的空心金属球壳- 8C 的正电荷 ,有绝缘柄的金属小球 B 带有A 带有 4×102×10-8 C 的负电荷 ,使 B 球与球壳 A 内壁接触 .以下图 ,则 A、B 所带电荷量分别为 ()A.Q A= 1×10-8 C,Q B= 1×10-8C B.Q A= 2×10-8 C,Q B = 0C.Q A= 0,Q B= 2×10-8 CD.Q A= 4×10-8 C,Q B=- 2×10-8 C6.以下图 ,在本来不带电的金属杆ab 邻近P 处 ,搁置一个正点电荷,达到静电均衡后()A. a 端的电势比 b 端的高B.b 端的电势比 d 点的低C.a 端的电势不必定比 d 点的低D.杆内 c 处电场方向由 c 指向 b7.以下图 ,四组静电实验中,能使左侧的验电器的金属箔张开的是()8.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,以下说法正确的选项是()A. 铜丝编织的衣服不简单拉破,所以用铜丝编织衣服B.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.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.铜丝一定达到必定的厚度,才能对人体起到保护作用9.以下图 ,两个点电荷 A 和 B,电荷量分别为 q1=- 9.0×10-9 C,q2= 2.7×10- 8 C,相互相距 r= 6 cm,在其连线中点处放一半径为 1 cm 的金属球壳 ,求球壳上感觉电荷在球心O 处产生的电场强度 .。

第七节静电现象的应用本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征是本节的重点．应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象是本节的难点．做好演示实验是本节的关键．教学要求1. 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．2. 通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．3. 了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活和生产中的静电现象．教学过程导入新课→给出物理情景：不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中→引导学生讨论自由电子运动情况→静电平衡及特点→结合实验得出导体上电荷的分布特点→尖端放电→静电屏蔽(先理论后实验)．新课导入描述生活中的物理现象：电力工人高压带电作业时，全身穿戴金属丝制成的衣帽、手套、鞋，这是为什么？高大建筑物上都设有避雷针，其原理是什么？温故知新1. 自由电子：金属原子最外层电子受原子核束缚作用较弱，可以自由移动的电子．2. 电荷的移动：在同一电场中，正、负电荷受到电场力作用方向相反，分别向相反方向移动．3. 电场中电场线一定与等势面或等势线垂直．新知梳理1. 静电平衡状态：导体内自由电子不再发生________的状态，称为静电平衡状态．2. 处于静电平衡状态下的导体电场分布特点(1) 电场强度及电场线的分布①导体处于静电平衡时，导体内部场强处处_____，内部_____(“有”或“无”)电场线穿过．②导体外表面附近任何一点场强方向必与该点的表面________，电场线也与外表面________．(2) 电势分布的特点①导体内部各点电势________．②导体表面各点电势________．③整个导体是一个________，导体表面是一个______，沿导体表面移动电荷，电场力________(“做功”或“不做功”)．3. 处于静电平衡状态下的导体上的电荷分布特点(1) 法拉第圆筒实验现象说明了电荷只分布在________，导体内部没有________．(2)导体表面电荷的密度与________有关，越尖锐的位置电荷________．4. 尖端放电：周围空间带电粒子所带电荷与导体尖端所带电荷电性______时，由于被吸引而奔向尖端，与尖端电荷______，这相当于导体从________失去电荷，这个现象叫做尖端放电．5. 静电屏蔽：发生静电平衡时，金属导体或金属网罩内部场强处处为零，不受________的影响，这种现象称为静电屏蔽．小试身手1. 一个带电荷金属球当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部场强( )A. 一定增加B. 一定减弱C. 不变D. 可能增强也可能减弱2. 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3. 有一绝缘空心金属球A带有4×10－6C的正电荷，一个绝缘柄的金属小球B带有2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示，则B球上电荷量为_____C，A球上电荷量为_____C，且A球上的电荷量分布在_____．探究讨论处于静电平衡状态的导体内部存在几个电场？为什么其内部场强处处为零？静电平衡状态的导体内部有两个电场，一个是外加电场E0，另一个是导体中的自由电荷所形成的附加电场E′，当两电场强度E′＝E0时，导体内部合场强为零，导体处于静电平衡状态.讲练课堂一、处于静电平衡的导体内部及外表面的场强特点1. 导体内部场强为零，是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果，即E0＋E′＝0(E′与E0大小相等，方向相反)．2. 表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直．如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态，若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线．(用实线表示，要求严格作图)点拨本题考查了静电感应、静电平衡状态的特点、电场强度的叠加等知识，对静电平衡导体的内部，要明白感应电荷产生的电场、外电场以及叠加后的合场强之间的关系．反馈平台1. 长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的电荷放在距棒左端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处产生的场强大小等于____________，方向为________．二、处于静电平衡的导体内部及表面的电势特点1. 静电平衡状态下导体是一个等势体，表面是一个等势面．2. 地球是一个大的等势体，处于静电平衡状态的地球以及与它相连的导体是等势体．如图所示，Q为带负电的绝缘小球，AB为一不带电的中性导体且放在Q附近，达到静电平衡状态时，下面判断正确的是( )A. A端的电势高于B端的电势B. 以无限远或大地为零电势点，导体AB的电势高于零C. A、B两端电势相等D. 导体内的场强方向是由A指向B点拨(1)场强：导体内部场强处处为零．(2)电势：导体是一个等势体，其表面是一个等势面．(3)电荷分布：电荷只分布在导体的外表面上．反馈平台2. 如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r.(1)标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号．(2)由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？(3)如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？三、孤立带电体的电荷分布特点及电场特点1. 导体内没有净电荷，电荷只分布在外表面上．2. 在导体的外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，电场线越密，等势面越密，场强越大．3. 当带电体为带电球体或球壳时，电荷应均匀分布在导体的外表面上，其产生的电场与点电荷产生的电场相似．4.一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的电场强度也是E ＝k Qr2式中的r是球心到该点的距离(r＞R)，Q为整个球体所带的电荷量．当r＜R时，E＝0.如图所示，一个带负电的空心金属球壳，A点在球内，B点在球外表面，比较图中A、B、C、D四点，场强最大的是________点，场强最小的是________点，电势最高的是________点，一个负电荷在A、B、C、D四点中的________点具有的电势能最大．点拨空心孤立均匀带电球产生的电场，球外空间的电场分布情况与球心处等量同种点电荷产生的电场一样.反馈平台3. (自编题)有一个带正电荷的空心金属球，其周围电场分布是下列图中的哪一个( )四、静电屏蔽1. 静电屏蔽的原理是静电平衡，它有着广泛的实际应用.2. 静电屏蔽包括两种情况(1)金属壳内部空间不受壳外部电场的影响．(2)接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响．(自编题)将悬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，如图所示，则A球位置________．B球位置________．点拨金属壳内不受外电场的影响，故A球不受外电场力的作用．反馈平台4. 如图所示，放在绝缘台上的金属网罩内放有不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则( )A. 在B的内表面带正电荷，φB＝φC＝0B. 在B的右侧外表面带正电荷C. 验电器的金箔将张开，φB＜φCD. B的左右两侧电势相等误区警示【例】不带电的金属球壳内，在球心处放一正点电荷，球壳外表面接地，待静电平衡后( )A. 球壳空腔内各点场强为零B. 球壳不带电C. 球壳外一点P(距球心r)处的场强为k qr2D. 球壳内表面带负电，外表面不带电错解 A正解金属球壳处于球心处正电荷形成的电场中，发生静电感应，内表面产生感应负电荷，外表面产生感应正电荷，故B错误；在空腔内必然存在由正电荷指向负电荷的电场，所以腔内P点场强不为零，故A错误；球壳外表面接地时，感应正电荷在球心处正电荷的作用下远离场源电荷，被导入大地，故D正确；感应正电荷被导走后，场源电荷与感应负电荷在球壳外的合场强为零，故C 错误，所以答案为D.答案 D相关链接尖端放电通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这种现象叫做空气的电离．空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，就是正离子．在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电势面密，电场强度剧增，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离，空气成为了导体．当雷、雨、云过境时，云的中下部是强大负电荷中心，云下的下垫面(大气底部与地表的接触面)是正电荷中心，于是在云与地面间形成强电场．在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶、草、林木、岩石等尖端附近，等电势面就会很密集，这里电场强度极大，空气发生电离，因而形成从地表向大气的尖端放电．带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时，产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电．闪电的放电电流可以高达几十万安培，会使建筑物遭受严重损坏，这就是雷击．(如图)同步测试【基础巩固轻松过关】1. 根据所学知识分析，人在高压带电压作业操作前必须做的准备工作和操作过程中可能发生的情况是( )A. 人不需要做什么准备，只要操作时注意就可能性保证安全B. 人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服C. 手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险D. 手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险2. 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哪一个( )3. 下列关于静电的说法中正确的是( )A. 静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上B. 复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C. 电疗针灸是静电在医学上的应用D. 飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成的危害4. 如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触)时，下列说法中正确的是( )A. B端的感应电荷越来越多B. 导体内部场强越来越大C. 导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D. 导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等5. 如图所示，在正电荷Q附近放一个不带电的导体B，由于静电感应，在B的左端出现________电荷，右端出现等量的________电荷．若用导线将B与大地相连，无论导线连接的是左端还是右端，B导体都是带________电荷．【考题试练锋芒初显】6. (改编题)如图甲所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上O点处的场强大小为E1，O点的电势为U1.现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图乙所示，待静电平衡后，O点的场强大小为E2，O点的电势为U2.经分析后可得( )A. E1＝E2，U1＜U2B. E1＞E2，U1＝U2C. E1＝E2，U1＞U2D. E1＜E2，U1＞U27. 如图所示，空心导体上方有一靠近的带负电的带电体，当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时，电荷将做( )A. 向下偏转的类似平抛的运动B. 向上偏转的类似平抛的运动C. 匀速直线运动D. 变速直线运动8. 如图所示，两个固定电荷＋q和－q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4导体上的四个点在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，则( )A. φ4＞φ3＞φ2＞φ1B. φ4＝φ3＞φ2＝φ1C. φ4＜φ3＜φ2＜φ1D. φ4＝φ3＜φ2＝φ19. 如图所示是一块宽大的接地金属板的截面在板的右侧面附近P点处有一固定的带正电的点电荷(电荷量为＋q)当金属板处于静电平衡状态时，有( )A. 板的右侧面上分布有正的感应电荷，而左侧面上没有感应电荷B. 感应电荷在金属板内部任何一点的电场强度都指向P点C. 感应电荷在金属板内部离P点最近的一点产生的电场强度最大D. 接地线断开后，金属板内各点的场强将不再为零10. (改编题)如图所示，在真空中有两点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距为l，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r＜l)的空心金属球，且球心位于O点，求球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为和方向．第七节静电现象的应用答案【自我校对】1. 定向移动2. (1) ①为零无②垂直垂直(2) ①相等②相等③等势体等势面不做功3. (1) 导体外表面自由电荷(2) 导体形状密度越大4. 相反中和尖端5. 外部电场小试身手1. C2. C3. 0 ＋2×10－6球壳的外表面例1解析画出感应电荷形成的附加电场在A盘内的三条电场线(实线)如图所示，导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强为零，即导体A内的每一点感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点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的电场线垂直，且方向相反．(图中虚线是为了确定A内的实线而画出的，它并不表示A外部的电场线).反馈平台1解析P点的合场强为零，该点产生的场强是由q产生的电场和棒上的感应电荷在球心处产生的电场叠加而成，二者大小相等，方向相反，所以感应电荷产生的电场与q产生的电场等大反向．答案kqR ＋l22向左例2解析导体处于静电平衡状态时：E内＝0，否定选项D.导体是等势体，从而否定选项A，选项C是正确的．静电平衡后电场线的分布示意图如图所示，导体A端的正感应电荷发出的电场线终止于Q，来自大地或无限远的电场线终止于B端的负感应电荷．由沿电场线电势降低可知导体AB的电势φ＜0.故C正确．答案 C反馈平台2解析(1)金属球内的自由电子受到点电荷＋Q的吸引，所以在靠近＋Q的一侧带负电，在远离＋Q的一侧带正电．(2)在静电平衡状态下，金属球的内部电场强度处处为零，就是说感应电荷产生的电场强度与＋Q产生的电场强度等大反向．在球心处＋Q产生的电场强度为E＋＝kQ9r2，所以金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度大小为E感＝kQ9r2，方向指向＋Q.(3)如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不可能把球两侧的电荷中和．处于静电平衡状态的导体上的自由电子不会发生定向移动．例3解析A点在带电金属球壳内部，由导体静电平衡条件知A点的场强为零，所以A点的场强最小．由于B点在球壳外表面，该处电场线最密，场强最大．球壳带负电，离球壳越近，电势越低，所以D 点电势最高．负电荷在低电势处电势能最大，A、B两点电势相等且最低，因此负电荷在A、B两点电势能最大．答案B A D A、B反馈平台3解析处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，金属球所带正电荷只分布在球的外表面并且导体内部的场强为零，不会有电场线经过．所以只有选项C正确．答案 C例4解析考虑B对A的作用时，A处在球壳C内，球壳会对其内的A有屏蔽作用，使不受B的作用，故位置不变．A球通过静电感应使C的内外壳分别带负电和正电从而B球受C球外壳正电吸引，所以B球往右偏离竖直方向．答案:不变向右偏反馈平台4解析由于静电感应，B靠近A的一端外表面带负电，在右侧外面带正电，故A错误，B正确；金属网罩内的验电器C处于静电屏蔽，不受外电场的影响，金属箔不会张开，处于静电平衡状态的金属网罩是一个等势体，故C错误，D正确．答案:BD同步测试1. BD解析如果是高压带电作业，人在操作前必须要戴上用金属丝制成的手套、帽子，穿上屏蔽服．这样外部电场就不会影响人体，感应电荷从屏蔽服上通过，避免对人体的危害．手在接触电线的瞬间也会发生放电现象，但放电后人体和电线之间没有电势差，所以没有危险．2.B解析薄球面处于静电平衡，球壳内各点场强为零，球壳的外表面由于静电感应而带有正电荷，产生的电场由球壳指向外．3. ABD解析本题考查静电现象的利与弊．4. AC解析导体AB向负电荷P靠近的过程中，导体所在处的外加电场的场强增大，导体内的自由电荷将定向移动，使两端的电荷增加，所以A正确．导体AB向带电小球P缓慢靠近的过程，可看做每个瞬间导体均处于新的静电平衡状态，尽管外电场增强，导体两端电荷也相应增加，附加电场相应增强，合场强始终为零，所以B错误．由于导体处于静电平衡状态，感应电荷产生的场强与场源电荷产生的场强大小相等，方向相反，合场强为零，由于M点离电荷P近，N点离电荷P远，根据点电荷电场场强分布规律E ∝1r2可知，负电荷P在M处的场强要大于在N处的场强．因此，感应电荷的电场在M、N两处的场强也具有同样的大小关系，即M处的场强更大，故C正确，D错误．5. 负正负解析如果把B和大地看成一个整体，导体B始终是靠近Q的一端，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故导体B带负电．6. C解析由于O点是金属导体内部的一点，场强始终为零，所以B、D错误；未接地时导体处于正电荷的电场中，其电势大于零，接地后电势等于零，所以U1>U2，C正确．7.C解析根据电场中导体的性质，空心导体起到了静电屏蔽的作用，使得内部电场强度为零，电荷不受电场力的作用，所以做匀速直线运动，C正确．8. B解析根据静电感应知识可知当导体处于静电平衡时，导体本身是一个等势体，结合题意1、2在同一个导体上，所以两点的电势相等，即φ1＝φ2；3、4两点也在同一个导体上，所以φ3＝φ4，可以得到选项A、C错误．再根据＋q和－q之间建立起的电场中，电场线是从＋q指向－q，即电场线从右边电势高的地方指向左边电势低的地方，即3、4两点的电势高于1、2两点的电势，综上所述B正确．9. BC解析金属板接地后与大地连成一个导体．大地是远端，静电感应的结果是近端带有异种电荷，远端带有同种电荷，选项A错误；达到静电平衡时，导体内部合场强为零，感应电荷产生的附加电场E′与外加电场E0，等大反向，即E′＝－E0，选项B、C正确；接地线断开后，金属板仍将处于一个静电平衡状态，其内部各点的场强仍然为零，选项D错误．10.12kQl2A→B解析空心金属球内的O点不受外电场影响，其合场强为零，感应电荷在O点的场强和A、B两点电荷在O点产生的合场强等大反向，－Q在O点的场强为E1＝kQ12l2＝4kQl2，2Q在O点的场强为E2＝2kQ12l2＝8kQl2，合场强E＝E1＋E2＝12kQl2，方向B→A，感应电荷产生的电场与E等大、反向．。

【课题名称】 7.静电现象的应用 课型 新授课 课时 1【学习目标】1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零 3．知道静电屏蔽及其应用4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程【学习重点】 理解静电平衡的条件和特点解决问题的方法【学习难点】1．理解静电平衡的条件和特点；2．理解静电屏蔽及其应用【学法指导】 推理归纳法、问题解决法、实验法【导学过程】 （学习方式、学习内容、学习程序、问题） 【预习导学笔记】1．电场的基本特性： 2．金属导体的特征： 由做热振动的 和做无规则热运动的 组成 3．静电感应现象指 4．静电感应现象的实质是1.放在电场中的导体是怎样达到静电平衡的？2.达到静电平衡状态的导体有什么特点？3.导体上的电荷是如何分布的？怎样证明与分析？4.什么是尖端放电？为什么会发生尖端放电？5.什么是静电屏蔽？它有什么应用？【探究一】静电平衡状态下导体的电场是怎样的？1．问题：一个不显电性的金属中性导体放在电场中为何两端又能显示出电性呢？引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？金属导体内部有电场吗？2．理论分析：3．结论：4．如图在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？若将导体接地则情况如何？左端接地呢？5．静电平衡的特点：复习回顾电场的基本特征合作探究静电平衡状态下导体的电场三．探究导航 二．自学提纲 一．温故知新 + － － ＋ ＋ ＋ －2.静电屏蔽:外部电场对内部仪器没有影响。

若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响。

3.应用:电学仪器和电子设备外面套有金属罩；通信电缆版面包一层铅皮；高压带电作业人员穿金属网衣；通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱。

☆☆小试牛刀2：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强（）A．E A≠0 ，E B =0 ，E C =0B．E A≠0 ，E B ≠0 ，E C =0C．E A≠0 ，E B≠0 ，E C ≠0D．E A=0 ，E B ≠0 ，E C =0题型一：对静电平衡的理解及应用[例题1]长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距导体棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于________，方向________。

第 7 节静电现象的应用1．静电均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挪动的状态。

2．处于静电均衡状态的导体是一个等势体，其表面是等势面，其内部电场强度到处为零。

3．尖端放电现象是导体尖端失掉电荷的现象。

4．金属壳达到静电均衡时，其内部不受外面电场影响，金属壳的这类作用叫静电障蔽。

一、静电均衡状态、导体上电荷的散布1．静电均衡状态导体中 (包含表面 )自由电子不再发生定向挪动，我们就以为导体达到了静电均衡状态。

2．静电均衡状态下导体的特色(1)处于静电均衡状态的导体，内部电场到处为零。

(2)处于静电均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．导体上电荷的散布(1)处于静电均衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只散布在导体的表面面。

(2)在导体表面，越尖利的地点，电荷的密度 (单位面积上的电荷量 )越大，凹陷的地点几乎没有电荷。

二、尖端放电和静电障蔽尖端放电静电障蔽导体尖端的强电场使邻近的空气电离，当金属外壳达到静电均衡时，内部没有原理电离后的异种离子与尖端的电荷中和，电场，因此金属的外壳会对其内部起保相当于导体从尖端失掉电荷护作用，使它内部不受外面电场的影响应用应用：避雷针是利用尖端放电防止雷击应用：电学仪器外面有金属壳，野外高或防的一种设备压线上方还有两条导线与大地相连止防备：高压设备中导体的表面尽量圆滑会减少电能的损失1．自主思虑——判一判(1)处于静电均衡状态的导体内部随意两点间的电势差为零。

( √)(2)静电均衡状态下的导体内部场强到处为零，导体的电势也为零。

( ×)(3)因为外电场和全部感觉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到处为 0。

( √)(4)避雷针能防止建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针经过导线导入大地。

( ×)(5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球凑近验电器，则验电器箔片能张开。

第7节静电现象的应用三维目标1.知识与技能：（1）知道静电平衡产生原理。

(2)知道静电平衡状态的特点。

(3)知道导体上的电荷分布。

(4)知道尖端放电和静电屏蔽。

做的功。

2.过程与方法：结合实物观察与演示，分析理解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。

3.情感、态度与价值观方面：通过分析生活的现象引导学生体会生活中的电现象，培养学生探究生活中事物的兴趣。

学习重点掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征。

学习难点应用经典平衡知识。

学习方法自主——探究——合作学习一、自主学习1. 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E'和原电场E在导体内叠加为，即E' E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。

2.处于静电平衡状态下导体的特点：（1）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为。

（2）处于静电平衡状态的整个导体是个，它的表面是个。

（3）导体外表面处场强方向必跟该点的表面。

3.尖端放电：专指尖端附近空气而产生气体放电的现象。

4.导体上的电荷分布：导体表面越尖锐的位置电荷越 ,凹陷的位置几乎电荷。

5.静电屏蔽：导体壳的表面“保护”了它所包围的区域，使之不受导体壳外表面上的或的影响，这种现象称为静电屏过程学习过蔽。

二、合作探究1、处于静电平衡状态下导体的特点发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E'和原电场E在导体内叠加为零，即E'=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。

特点：（1）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。

（2）处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。

（3）导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。

2、导体上的电荷分布A实验：研究静电平衡时导体内部的电荷。

现象: 结论:B导体上的电荷分布：导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷。

C思考：如果空腔导体内有电荷，电场如何分布？3、尖端放电尖端放电：专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。

静电现象的应用导学案课前预习学案一、预习目标我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象?二、预习内容1、电场的重要性质是_____________________________________.2、导体的重要特征是_________________________________.3、静电感应现象:____________________________________________4、静电感应现象的实质是_________________________5、尖端放电的原理是_______________________________.6、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？7、静电有哪些应用？8、哪些地方应该防止静电？三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件；2、理解静电屏蔽二、学习过程（一）、静电平衡状态下的电场1、静电平衡条件：2、导体达到静电平衡特点：①②③（二）、尖端放电1、解释：2、应用：（三）、静电屏蔽1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。

因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽2、两种情况：①金属内部空间不受壳外部电场的影响②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响（四）、探究：生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？三、反思总结静电平衡的特点1。

2、。

3、。

地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个。

这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。

四、当堂检测如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?课后练习与提高如图所示，把一个带正电的小球放人原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？参考答案课前预习学案二、预习内容1、对放入其中的电荷有力的作用。

学案- 1.7静电现象的应用思维导图：练习一、电荷运动及分布1、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，有电子从枕形导体流向大地C．仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体D．仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地2.(多选)如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器金属箔片张开的是( )A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触D.使验电器A靠近B3.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端)带电情况的实验装置.则( )A.带电体A处比B处电荷密集B.带电体B处比A处电荷密集C.验电器的C处做成球形是为了美观需要D.验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处二、静电平衡下的场强、电势1.如图所示，将原来不带电的金属导体杆放到一个电荷量为Q的小球旁边，则导体杆上感应电荷在A.B.c三点产生的场强大小关系是（）A.E a=E b=E cB.E a>E b>E cC.E a<E b<E cD.无法判断2.如图所示,将原来不带电的绝缘导体AB,置于带正电的点电荷C所形成的电场中,规定大地或无穷远处的电势为零,则有( )A. 绝缘导体上A 、B 两点的电势相等,且都为负值B. 绝缘导体上A 点的电势高于B 点的电势,且都为正值C. 绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D 产生的场强大小等于点电荷C 在D 点产生场强的大小D. 如果用手指瞬间接触导体AB 后再把C 移走,则导体AB 带上正电荷3.如图所示，为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球A 放入腔中，当静电平衡时，图中a 、b 、c 三点的电场强度E 和电势φ的关系是（ ）A ．Ea ＞Eb ＞Ec ，φa ＞φb ＞φcB ．Ea=Eb ＞Ec ，φa=φb ＞φcC ．Ea=Eb=Ec ，φa=φb=φcD ．Ea ＞Ec ＞Eb ，φa ＞φb ＞φc4.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 ．静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为（ ）A ．22R kQ -r kQB ．22R kQ r kQC ．0D ．2r kQ 5.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是（ ）A ．A 、B 两点电场强度相等，电势相等 B ．A 、B 两点的电场强度不相等，电势相等C ．感应电荷产生的附加场强大小是|EA|＜|EB|D ．当电键K 闭合时，电子沿导线移向大地6.图中是一块宽大的接地金属板的截面,在板的右侧面附近的P 点有一带+q 的固定的点电荷,当金属板处于静电平衡状态时,下述说法正确的是( )A. 板的右侧面上分布有负的感应电荷,而左侧面上没有感应电荷B. 感应电荷在板内任何一点的电场强度方向都指向P 点C. 在板内离P 点最近的一点场强最大D. 接地线断开后,板上各点电势仍等于地电势三、静电屏蔽和尖端放电1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（ ）。