第九章 静 电 场2

课堂探究评价
课堂任务 库仑定律 库仑的实验 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：图甲中在不同距离时小球偏转角度有何不同？说明了什么？
提示：对丝线上的小球受力分析，如图所示，由共点力平衡得：F＝ mgtanθ，θ 变大，F 变大；θ 变小，F 变小。
距离越近，悬线偏角越大，距离越远，悬线偏角越小，说明了电荷之 间的作用力与距离有关，随距离的增大而减小。
第九章 静电场及其应用
2．库仑定律
1．了解探究电荷间作用力与电荷量、电荷间距离的关系的过程。 2．知道点电荷的概念，理解库仑定律的内容、公式及适用条件。 3．了解库仑扭秤实验。 4．能应用库仑定律进行静电力的有关计算。
课前自主学习
一、电荷之间的作用力 1．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小 01 __大__得__多___，以 致带电体的 02 __形__状__、03 __大__小__及电荷分布状况对它们之间的作用力的影 响可以忽略时，这样的带电体可以看作 04 __带__电__的__点____，叫作点电荷。 2．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电 荷量的乘积成 05 _正__比，与它们的距离的二次方成 06 _反__比，作用力的方向 在它们的连线上。 3．静电力：静止电荷之间的相互作用力。也叫作 07 __库__仑__力。
二、库仑的实验 1．库仑做实验用的装置叫作 01 ___库__仑__扭__秤___。
2．实验原理及过程 (1)库仑扭秤实验是通过悬丝 02 ___扭__转__的__角__度____比较静电力 F 大小的。
1 实验结果发现静电力 F 与距离 r 的 03 __二__次__方___成反比，即 F∝ 04 __r_2 。
活动 3：图乙是库仑做实验探究点电荷之间作用力 F 与它们的电荷量 q1、q2 和它们之间距离 r 的定量关系的实验装置。其中 F 与 q1、q2 比较难测 量，试回答可以如何测量或定量分析它们的大小？

第九章 静电场及其应用
4. 静电的防止与利用
着装要求： 穿着防静电面料或全棉面料工作服， 严禁穿化纤服装上岗操作。 操作要求： • 杜绝在加油站现场穿脱、拍打
化纤服装。 • 加油前务必摸一下静电释放器。
加油站静电释放器
油罐车的“小尾巴”
不惧高压电的金属网笼
高压线路工作人员带电作业
交流讨论
交流讨论
阅读课本，回答问题： 2. 什么是空气的电离？
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 的作用下发生剧 烈运动。
带电粒子把空气中 的气体分子撞散， 即使空气分子中的 正负电荷分离。
交流讨论
视 频
《
阅读课本，回答问题：
尖
端
3. 什么是尖端放电？
放
电
典型的应用是什么？
1. 把金属导体放入电场中，导体上会出现 怎样的现象？
• 导体内部自由电子定向移动。
－
E0
－
－
－
－
• 在电场中的导体沿着电场强度的方向
－
＋
E0
两端出现等量异种电荷——静电感应。 － ＋
－
－＋
－
交流讨论
2. 电子的聚集会出现怎样的结果？ 电子是否会永远这样定向运动下去？ 最终会出现怎样的现象？
• 当内部电场 E＝E0＋E′＝0 时，导体 内的自由电子不再发生定向移动， 导体达到静电平衡状态。
交流讨论
1. 处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电 荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空， 电荷会怎样分布呢？
静电平衡时，导体内表面没有净电荷，导体 壳壁内的电场强度为 0 ，壳内空腔里的电场 强度也处处为 0 ，空腔内也没有净电荷。

学习活动设计九：静电平衡状态的理解
提问2：取电球分别与圆筒内壁、外壁接触验电时，验电器的金箔变化有什么不同？说明 什么问题？
学生讨论后总结： 取电球跟圆筒内壁接触后再接触验电器时，验电器的金箔不动；取电球跟圆筒外壁
接触后再接触验电器时，验电器的金箔张开。说明圆筒上所带的电荷只分在导体的外表面 ，内部没有电荷。
学习活动设计九：静电平衡状态的理解
【学习任务一】知道达到静电平衡的条件
提问1：一个不带电的金属导体与绝缘体有什么区别？ 提问2：如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD，放到电场强度为E0的电场中，会 有什么现象发生？ 提问3：金属中的电子，会持续不断地向左运动吗？
A
C
E
E
0
0
B
D
学生讨论总结： 一个不带电的金属导体，处于静电场中时，导体内部各点的场强处处为零。
学习活动设计九：静电平衡状态的理解
【学习任务一】知道达到静电平衡的条件
学取提习电活 球问动跟设圆4计筒：九内：壁把静接电触一平后衡再个状接态触带的验理电电解器时的，验金电器属的金导箔不体动；ABCD，放到电场强度为E0的电场中，最后是否也会达到
处于静电平衡状态的导体，净电荷只分布在导体的外表面。
静电平衡？ 说明圆筒上所带的电荷只分在导体的外表面，内部没有电荷。
那演可示是 二几：百再万用伏取的电高球压跟电圆呀筒！外壁接触后再接触验电器，观察验电器的金属箔的反应。 提用问取4电：球把跟一圆个筒带内电壁的接金触属后导再体接A触BC验D电，器放，到观电察场验强电度器为的E0金的属电箔场的中反，应最；后是否也会达到静电平衡？ 提（问1）1：棒一的个左不端带将电出的现金什属么导电体性与的绝电缘荷体？有什么区别？ 【取学电习 球任跟务圆一筒】外知壁道接达触到后静再电接平触衡验的电条器件时，验电器的金箔张开。 取那电可球 是跟几圆百筒万内伏壁的接高触压后电再呀接！触验电器时，验电器的金箔不动； 学那习可活 是动几设百计万九伏：的静高电压平电衡呀状！态的理解 一那个可导 是体几，百不万管伏原的来高是压否电带呀电！，放入静电场以后，都会由于静电力作用而使导体内电荷重新分布，直到内部场强处处为零时，导体达到静电平衡状态。 长提为问L4：的把导一体个棒带原电来的不金带属电导，体现A将B一CD个，带放正到电电的场点强电度荷为q E放0在的棒电的场中心，轴最线后上是距否离也棒会的达左到端静R电处平，衡如？图所示。 （23）棒内上中的点感处应的电场荷强在大棒小的为中多点少O处？产生的场强大小是多少？方向如何？ 【长学为习 L的任导务体一棒】原知来道不达带到电静，电现平将衡一的个条带件正电的点电荷q 放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图所示。 学提习问活 3：动金设属计中九的：电静子电，平会衡持状续态不的断理地解向左运动吗？ 提《问静2电：场取及电其球应分用别》与学圆习筒活内动壁设、计外九壁接触验电时，验电器的金箔变化有什么不同？说明什么问题？ 一【个学不 习带任电务的一金】属知导道体达，到处静于电静平电衡场的中条时件，导体内部各点的场强处处为零。 《提静问电 4：场把及一其个应带用电》的学金习属活导动体设A计BC九D，放到电场强度为E0的电场中，最后是否也会达到静电平衡？ 【学学习习 活任动务设一计】九知：道静达电到平静衡电状平态衡的的理条解件 取《电静球 电跟场圆及筒其内应壁用接》触学后习再活接动触设验计电九器时，验电器的金箔不动；

A. <m>0 ∼ x1</m>段电势逐渐升高 B. <m>0 ∼ x1</m>段微粒做加速度逐渐减小的加速运动 C. <m>x1 ∼ x2</m>段电场强度为零 D. <mx>2 ∼ x3</m>段的电势沿 <m>x</m>轴正方向均匀减小
&6解析 电势能 <m>Ep = φq</m>，由于粒子带正电， <0m> ∼ x1</m>段电势能变大，所以电势升 高，A正确；根据电场力做功与电势能关系 ><m−ΔEp = EqΔx</m>可知， <m>Ep − x</m>图像的 切线斜率表示电场力， <m>0 ∼ x1</m>段图像的切线斜率逐渐变小，电场力逐渐减小， 加速度逐渐变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒 子做加速度逐渐减小的减速运动，B错误； ><mx1 ∼ x2</m>段图像的切线斜率为零，电 场力为零，场强为零，C正确； <m>x2 ∼ x3</m>段电势能均匀减小，粒子带正电，所以 电势沿 <m>x</m>轴正方向均匀减小，D正确.
解析 根据 <m>U = Ed</m>,结合题图乙可知， <m>E − x</m>图像中图线与 <m>x</m>轴所围成图形的面积
表示电势差，则有
<mU> OA
=
1 2
E0x0</m>，又
<m>UOA