高中物理第一章静电场第七节静电现象的应用预习导航学案新人教版选修3_1
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第一章静电场第七节静电现象的应用达标检测一、单项选择题1.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了()A.除菌消毒B.消除静电C.利用静电D.防止漏电解析:医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走,B正确.答案:B2.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:云层在靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层中的电荷电性相反的电荷,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷,从而避免雷击,所以选项B正确.答案:B3.每到夏季,我省各地纷纷进入雨季,雷雨等强对流天气频繁发生.当我们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电.下列说法正确的是()①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野,应远离树木和电线杆A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④解析:表面具有突出尖端的导体,在尖端处的电荷分布密度很大,使得其周围电场很强,就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电.固定电话和手提电话的天线处有尖端,易引发尖端放电造成人体伤害,故不能使用.答案:B4.某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近,由于该村尚未通有线电视信号,空中的信号常常受到干扰,在电视荧屏上出现网状条纹,影响正常收看.为了使电视机不受干扰,可采取的办法是()A.将电视机用一金属笼子罩起来B.将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼接地C.将高频热合机用一金属笼子罩起来D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼接地解析:为了使电视机能接收电磁波信号,但又不接收高频热合机产生的电磁波,应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽,而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用,故选项D正确.答案:D5.导体球壳B带有正电荷Q,其中心处放有导体球A,用细金属丝通过B上的小孔与地相连(细金属丝不与球壳B相碰),如图所示.则导体球A()A.不带电B.带正电C.带负电D.可能带正电,也可能带负电解析:球壳B带正电荷后,附近的大地因静电感应将带上负电,由于导体A与大地相连,相当于近端,因此,A上也会感应出一定量的负电荷,故选项C正确.答案:C6.如图,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是()导练案装订线A.闭合开关S1,有电子从枕型导体流向大地B.闭合开关S2,有电子从枕型导体流向大地C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕型导体D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2解析:在S1、S2都闭合前,对枕型导体,它的电荷是守恒的,a、b出现负、正电荷等量,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体,故C选项正确.答案:C二、多项选择题7.根据所学知识分析,人在进行高压带电作业操作前必须做的准备工作和操作过程可能发生的情况是() A.人不需要做什么准备,只要操作时注意就可以保证安全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,但没有危险解析:当人在操作前戴上用金属丝网制成的手套、帽子,穿上屏蔽服时,接触电线的瞬间,也会放电,但电荷只分布在丝网的外表面,形成静电屏蔽,丝网内部无电场,人不会有危险.答案:BD8.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B解析:在A选项中先和B的内壁接触后,由于B的内壁本身没有净电荷,所以再接触A时验电器箔片不张开;而B项中可以使C球带电,从而使A球带电;C项中用绝缘导线实际上将验电器和B连成了一个导体,A 球因接触而带电.D项中是感应起电,所以B、C、D项正确.答案:BCD9.如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b点是金属板右侧表面上的两点,其中a到+Q的距离较小,下列说法正确的是()A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零D.a、b两点的电场强度不为零,且a,b两点场强方向相同,但a点场强比b点场强要大一些解析:金属板若不接地,右侧表面将有感应的负电荷,左侧表面将有感应的正电荷,现金属板左侧接地,金属板与地球形成了一个大导体,金属板相当于近端,而地球相当于远端,故A选项错误,B选项正确;由处于静电平衡状态导体的特点可知,a、b等势,接地后电势等于零,故C选项正确;金属板是一个等势体,电场线垂直于导体表面,所以a、b两端的场强方向相同.由于a距+Q较近,b距+Q较远,a处的电场线较密集,故a 处的场强比b处的场强要大些,D选项正确.答案:BCD10.如图所示,在左边的绝缘支架上插上顶针(其顶端是尖的),在顶针上装上金属风针,若给风针附近的圆形金属板接上正高压极,风针接负高压极,风针尖端放电会使其旋转起来,下列说法中正确的是()A.风针尖端附近的等势面和电场线分布较密B.风针附近的空气在强电场下发生电离C.空气中的阳离子会向风针的尖端运动D.交换金属板与风针所带电荷电性,风针的尖端会有正电荷射出解析:圆形金属板与风针分别接上正、负高压后,风针附近产生强电场,且风针尖端处电场最强,因此风针尖端附近的电场线分布较密,由于电场线密的地方等势面密,故风针尖端附近的等势面也密.风针附近产生强电场使空气发生电离,空气中的阳离子会向风针的尖端运动与针尖负电荷中和,发生放电观象,而空气中的负离子因受排斥力而向相反方向运动.由于反冲,风针就旋转起来.如果交换金属板与风针电荷电性,风针不可能放出正电荷,导体内只有自由运动的电子.答案:ABC三、非选择题11.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘.静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A和B分别接到高压电源的正极和负极,其装置示意图如图所示.A、B之间有很强的电场,距B越近,场强________(填“越大”或“越小”).B附近的气体分子被电离成为电子和正离子,粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.解析:由题意可知,金属管内电场截面如图所示,由电场的分布可判断出越靠近B场强越大;粉尘吸附电子后带负电,在电场力作用下向A运动.答案:越大 A12.如图所示,绝缘开口空心金属球壳A已带电,今把验电器甲的小金属球与A的内部用导线连接,用带绝缘柄的金属小球B与A内壁接触后再与验电器乙的小球接触,甲、乙验电器离球壳A足够远.那么甲验电器的箔片________,乙验电器的箔片________.(填“张开”或“不张开”)解析:假设A带正电,则正电荷应分布在A的外表面上;所以B与A内壁接触并不能带电,故乙验电器的箔片不会张开.不管甲接A的外表面还是内表面,验电器的金属球导电杆和金属箔通过导线,与A就构成一个整体,因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上,由于验电器在A的外部,也就成了这个整体的外表面的一个部分.因此,无论甲的另一端与A什么地方接触,验电器一定带电,故箔片会张开.答案:张开不张开13.如图所示,一导体AB放在一负电荷的电场中,导体AB与大地是绝缘的,当导体处于静电平衡时,(1)比较A端和B端电势的高低.(2)比较A点和B点场强大小.(3)比较A、B端外表面场强大小.(4)若A端接地,AB导体带什么电?(5)若把A端和B端用导线连接,A、B端电荷中和吗?答案:(1)AB导体处于静电平衡状态,是等势体,φA=φB(2)A点和B点场强均为零,E A=E B=0(3)利用电场线分布可知A端分布密,E A′>E B′(4)AB导体处于负电荷的电场中,其电势低于大地的零电势,负电荷要从AB流向大地,则导体带正电,与A、B哪端接地无关(5)A端和B端等势,电荷不沿导体移动,电荷不会中和。
7.静电现象的应用教材分析本节教材是电场知识的应用。
静电平衡状态及静电平衡下的导体的特点及导体上电荷的分布情况是本节的重点。
教学中要重视两方面的处理:一是重视推理的过程,教学中务必使学生清楚地知道推理过程,这样才能做到不仅知道结论,而且知道这个结论是怎样得来的,以加深理解;二是重视实验和动画演示,使学生在理论和实际的结合中理解知识。
对静电屏蔽的讲解,同样需要使学生在理论和实际的结合中理解知识。
在使学生理解把导体挖空这个推理过程的同时要做好实验,让学生清楚地看到静电屏蔽现象。
学情分析学生已经学习了电场的根本知识,了解了电场的力的性质和能的性质,具备了学习本节内容的知识根底。
同时学生在日常生活中也了解一些关于静电现象应用的实例。
但由于本节内容较抽象,学生的感性认识较少,一些结论也较难理解,学生对静电现象的认识往往只停留在外表,会给本节内容的学习带来一定的影响。
设计思路?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。
克服思维定势的负迁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。
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。
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。
最后通过例题稳固加深理解。
三维目标知识与技能1.知道静电感应产生的原因,理解什么是静电平衡状态;2.理解静电平衡时,净电荷只分布在导体外表且内部场强处处为零;3.知道尖端放电、静电屏蔽及其应用。
过程与方法1.培养学生的观察能力,逻辑推理的能力,分析问题的能力;2.掌握分析和综合等思维方法。
情感态度与价值观1.使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义;2.渗透具体问题具体分析的方法。
静电现象的应用课程背景《物理》人教版选修3-1中的本章内容主要介绍了静电现象、电场和电势等概念,以及与静电有关的电荷分布、电势差和电容等知识点。
在这个基础之上,本章还介绍了静电现象在实际生活和工作中的应用。
课程目标本节课将重点介绍静电现象的应用,让学生了解静电现象的实用性,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
重点内容静电现象在生活中广泛存在,本节课将从以下几个方面介绍其应用。
1. 静电喷涂静电喷涂是一种利用静电力将液体或粉状涂料喷涂到物体表面上的方法。
通过在喷涂设备中加入高压静电场,使得涂料带有静电荷,他们会和带有相反静电荷的物体表面产生强烈的吸引力,从而实现精准、高效的喷涂作业。
2. 静电除尘静电除尘是一种利用静电现象清除工业生产过程中有害气体和粉尘的方法。
它通过在排放口设置电场,使得气体和粉尘带有静电荷,然后通过引入相反电荷的收集器进行收集和清理,从而达到清洁环保的效果。
3. 静电干燥静电干燥是一种用静电力将物体表面的水分、溶解气体等挥发干燥的方法。
通过在干燥室中产生静电场,将物体表面的水分、溶解气体等电荷化,从而使其挥发加速,实现干燥效果。
4. 静电印刷静电印刷是一种利用静电现象完成印刷任务的方法。
在印刷过程中,静电装置产生高压静电场,带有正电的粉末沉积在有电极接触的部位上。
通过调节电极的位置和静电场的强度,控制粉末的沉积,完成印刷任务。
常见问题1. 静电现象在生活中有哪些应用?静电喷涂、静电除尘、静电干燥、静电印刷等。
2. 静电喷涂的原理是什么?高压静电场使得涂料带有静电荷,涂料和物体表面产生静电吸引力,实现精准、高效的喷涂。
3. 静电印刷的过程中需要调节哪些参数?需要调节电极的位置和静电场的强度,控制粉末的沉积,完成印刷任务。
总结通过本节课的学习,我们了解到静电现象在实际生活和工作中的应用。
不仅可以让我们更深入地了解这一物理现象,还可以培养我们应用物理知识解决实际问题的能力。
当然,我们在应用静电时也需要掌握一定的专业知识,避免不应该出现的问题。
预习导航一、静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象:把导体放入电场,导体内部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0,导体内的自由电子不再发生定向移动的状态.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与这点的表面垂直.(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面是个等势面.二、导体上电荷的分布静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点:1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面.2.在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.三、尖端放电1.空气的电离:导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下剧烈运动,使空气中的气体分子被撞“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.尖端放电的应用或防止(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会减少电能的损失.思考讨论如图所示,起电机工作时,风车轮会旋转起来,你能说出原因吗?提示:起电机工作时,缝衣针上带上大量电荷,针尖处产生尖端放电.放电时,运动的带电粒子带动风车轮转动.四、静电屏蔽1.定义:把一个电学仪器放在封闭的金属壳里,即使壳外有电场,由于壳内电场强度保持为零,外电场对壳内的仪器不会产生影响的现象.2.实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器,金属网也能起到屏蔽作用.。
第一章静电场第7节静电现象的应用[学习目标]:1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.[学习过程]:任务一:如图1所示,把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,从而使导体两端出现等量异种电荷.请思考并小组讨论下列问题:(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动的方向如何?(2)自由电子能否一直定向移动?为什么?答案(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动.(2)不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止.[教师概括] 静电平衡状态下导体的电场1.静电平衡:金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动.在导体的两个面上将出现正负电荷的现象.2.导体两面出现的正负电荷在导体内部产生的电场E′与E0的方向相反,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于0时,导体内的自由电子不再发生定向移动,导体达到了静电平衡状态.(1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为0.(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.任务二:请思考并小组讨论下列问题:1.当导体处于静电平衡时,电荷在导体上如何分布?内部是否还有电荷?答案电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有电荷.2.形状不规则的带电体,表面上各处的电荷分布是否均匀?附近场强是否相等?答案在导体外表面,电荷分布不均匀,电场强度也不相等.[教师概括] 导体上电荷的分布静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点:(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的表面.(2)在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷.任务三:阅读P25的“尖端放电”内容,思考并小组讨论下列问题:1.避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施,其原理是什么?答案导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正、负电荷分离.这个现象叫做空气的电离.中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子.这些带电粒子在强电场的作用下加速,撞击空气中的分子,使它们进一步电离,产生更多的带电粒子.那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷.2.处于静电平衡状态的导体,其内部场强处处为零,若导体是空心的,则空心部分的场强怎样?静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的?答案空心部分场强为零.静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”,即使内部有自由电子,受到的电场力也为0,自由电子不发生定向移动.[教师概括]尖端放电和静电屏蔽1.尖端放电:所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷.这个现象叫做尖端放电.2.静电屏蔽:当静电平衡时,金属壳或金属网的空腔内电场强度为0,外电场对壳(网)内的仪器不会(填“会”或“不会”)产生影响,金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽.任务四:完成下列练习,检测本堂课学习效果1、一金属球,原来不带电.现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图2所示.金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c,三者相比(C)A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c2、如图3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(AC)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3、如图4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箔片张开的是(BCD)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A跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒C与B的内壁接触D.使验电器A靠近B4、下列实验中,验电器的金属箔片会张开的是(B)[课堂总结]:[课后作业]:完成《成才之路》小本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。
第七节 静电现象的应用【教学三维目标】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,净电荷只散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【重点难点】静电平衡状态电场中导体的特点【教学方式】推理归纳法、问题解决法、实验法【教具准备】验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干【教学进程】(一)温习提问一、什么是静电感应现象?二、静电感应现象的实质是什么?3、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? (二)新课教学一、电场中的导体一、金属导体的特征:由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成2、 静电感应现象问题: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?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?答:使空间电场从头散布源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动静电平衡状态3、 静电平衡:(1)概念:发生静电感应时,导体内的自由电子受到电场力作用而定向移动,使导体中的正负电荷从头散布,这时感应的正负电荷产生的附加电场的场壮大小等于外电场,方向相反,使得导体中的合场强为零。
导体内的自由电荷再也不定向移动的状态,叫做静电平衡状态。
注意:①应当注意的是外电场既可以是匀强电场也可以是点电荷的电场。
若是是点电荷的电场,要注意不同点的场强往往不同,所以感应电场的不同点也就往往不同。
②金属导体成立静电平衡状态的时间是短暂的。
+ - - + + + - + - - + + +-(2)条件:'0E E E +=内 =0。
(3)特点:①内部的电场处处为零。
即'0E E E +=内 =0。
②导体表面任何一点的场强方向都跟表面垂直,即电场线与导体表面垂直;③带电导体的静电荷只能散布在外导体表面上,且表面的电荷散布与表面弯曲半径有关,尖端部份电荷密度大,该处的场强也大;理论证明:中性导体带电后,由于同种电荷彼此排斥,净电荷只能散布在表面反证法:若内部有自由电荷,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态 ④导体是一个等势体,表面是一个等势面二、静电屏蔽一、概念:静电感应可使金属网罩或金属内的场强为零,遮挡住了外界电场对它们的影响,这种现象叫静电屏蔽。
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。
第七节静电现象的应用课堂探究探究一静电平衡的理解·问题导引·如图是各种导体静电平衡时的电场线分布图,观察图片,思考:(1)导体中的电荷停止定向移动的条件是什么?(2)处于静电平衡下的导体,其电势一定为零吗?提示:导体内部场强为零时,电荷就停止定向移动;处于静电平衡中的导体,为一等势体,但电势不一定为零.·名师精讲·1.静电平衡的实质(1)在达到静电平衡的过程中,外电场引起导体内自由电荷的定向移动,使导体两侧出现感应电荷,感应电荷的电场和外电场方向相反,使合场强减小,随着感应电荷的继续增加,合场强逐渐减小,直至合场强为零,自由电荷的定向移动停止.(2)静电平衡时,导体内存在两个电场:外电场E0和感应电荷在导体内部产生的附加电场E,在导体内部各位置,附加电场E′与外电场E0方向相反、大小相等,导体内各位置的合场强为零,自由电荷所受合力为零.2.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,是指外电场与导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零.特别提醒(1)一个孤立的带电体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状态时,具有静电平衡的所有特点.(2)人和大地都是导体,人和导体接触或大地和导体接触时,它们组成一个整体,作为一个新导体达到静电平衡.【例1】在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是()解析:由于金属圆盘处于静电平衡状态,金属圆盘内各点合场强为零,所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向.又因为点电荷的电场沿A点与点电荷的连线指向点电荷,所以感应电荷产生的电场方向沿A点与点电荷的连线向外,选项A正确.答案:A题后反思感应电荷场强的求解思路:(1)先求解外电场在该处场强的大小和方向.(2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理,求解感应电荷在该处的场强,此场强与外电场的场强大小相等,方向相反.探究二静电屏蔽的理解及应用·问题导引·如图是两种静电屏蔽袋,观察图,思考:(1)静电屏蔽后,内部场强、电势都为零吗?(2)为什么一些精密电表的外壳由金属材料制成?提示:静电屏蔽后,内部场强为零,电势不一定为零;精密电表的外壳由金属材料制成,是为了起到静电屏蔽的作用.·名师精讲·1.静电屏蔽的实质静电屏蔽的实质是利用静电感应现象,使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零,好像是金属壳将外电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实质是壳内两种电场并存,矢量和为零.2.静电屏蔽的两种情况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,达到静当空腔外部接地时,外表面的感应电空间也不产生影响,即内外互不影响.(2)空腔导体不接地,腔外电场对腔内空间不产生影响,腔内电场对腔外空间产生影响.【例2】 如图所示,将悬挂在细线上的带正电荷的小球A 放在不带电的金属空心球C 内(不与内壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B ,向C 球靠近,则( )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 、B 的位置都不变点拨:小球A 在金属球壳内,由于静电屏蔽的作用,不会受到外电场的影响,金属球壳C 因静电感应,外表面是带电的,对B 有力的作用.解析:金属球壳C 能屏蔽外部的电场,外部的电场不能深入内部,因此小球A 不会受到静电力的作用,不会发生偏转;金属球壳C 处在电荷A 的电场中,内壁是近端,感应异号电荷带负电,外壁是远端,感应同号电荷带正电,正的感应电荷在外部空间同样会激发电场,对小球B 有吸引的作用,小球B 向右偏,选项B 正确.答案:B题后反思 A 对B 的作用不是直接的,而是通过C 上的感应电荷对B 发生作用.这种情况下金属球壳C 只能屏蔽外部电场,而不能屏蔽内部的电场.若将球壳接地,则内外的电场均被屏蔽.。
第七节静电现象的应用
一、静电平衡状态下导体的电场
1.静电感应现象:把导体放入电场,导体内部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0,导体内的自由电子不再发生定向移动的状态.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与这点的表面垂直.
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面是个等势面.
二、导体上电荷的分布
静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点:
1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面.
2.在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
三、尖端放电
1.空气的电离:导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下剧烈运动,使空气中的气体分子被撞“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.尖端放电的应用或防止
(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会减少电能的损失.
思考讨论
如图所示,起电机工作时,风车轮会旋转起来,你能说出原因吗?
提示:起电机工作时,缝衣针上带上大量电荷,针尖处产生尖端放电.放电时,运动的带电粒子带动风车轮转动.
四、静电屏蔽
1.定义:把一个电学仪器放在封闭的金属壳里,即使壳外有电场,由于壳内电场强度保持为零,外电场对壳内的仪器不会产生影响的现象.
2.实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器,金属网也能起到屏蔽作用.。