小學(xué)教案比的應(yīng)用

高二物理靜電現(xiàn)象的應(yīng)用32。

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么如何寫好我們的高中教案呢？下面是小編幫大家編輯的《高二物理靜電現(xiàn)象的應(yīng)用32》，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

第七節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
教學(xué)目標(biāo)
1、理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電平衡條件；
2、理解靜電屏蔽
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
難點(diǎn)：靜電感應(yīng)現(xiàn)象的解釋
教具
高壓起電機(jī)、多媒體
教學(xué)過程
一、靜電平衡的特點(diǎn)
1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。
2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。
3、導(dǎo)體外表面處場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。
地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。
二、閱讀課本了解本節(jié)內(nèi)容，并回答下列問題：
1、放電現(xiàn)象有哪些？
2、什么是火花放電？什么是接地放電？
3、尖端放電的原理是什么？
4、尖端放電的原理有何應(yīng)用？避雷針的發(fā)展歷史是怎樣的？
5、靜電有哪些應(yīng)用？
6、哪些地方應(yīng)該防止靜電？
二、利用實(shí)驗(yàn)和錄像教學(xué)：
高壓起電機(jī)、電荷分布演示器、靜電現(xiàn)象（包括靜電復(fù)印、靜電除塵、靜電噴漆錄象）

三、解決問題
1、火花放電和接地放電；
2、火花放電是指物體上積累了電荷，且放電時出現(xiàn)火花的放電現(xiàn)象；接地放電是指為了防止物體上過量積累電荷，而用導(dǎo)體與大地連接，把電荷接入大地進(jìn)行時時放電的現(xiàn)象；
3、尖端放電的原理：物體表面帶電密集的地方—尖端，電場強(qiáng)度大，會把空氣分子“撕裂”，變?yōu)殡x子，從而導(dǎo)電；
4、可以應(yīng)用到避雷針上；避雷針的發(fā)展史介紹富蘭克林與國王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭；
5、靜電除塵，靜電復(fù)印，靜電噴漆；
6、靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi)，如油罐、紡織廠、危險(xiǎn)制品等地方都必須避免靜電；
四、練習(xí)
1.如圖，在真空中有兩個點(diǎn)電荷A和B，電量分別為－Q和＋2Q，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個半徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場強(qiáng)大小________方向_________．

作業(yè)
課后“問題與練習(xí)

相關(guān)知識

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境，使高中教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢？以下是小編收集整理的“《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案”，希望能為您提供更多的參考。

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案

教學(xué)內(nèi)容人教版物理選修3-1《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1．知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)。
2．知道靜電平衡時，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的特點(diǎn)。
3．靜電屏蔽及其應(yīng)用
4.通過對靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的推導(dǎo)過程培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的能力。
二、過程與方法
借助實(shí)物與演示實(shí)驗(yàn)，分析靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布和內(nèi)部場強(qiáng)的特點(diǎn)，從而得到靜電保護(hù)的方法。
三、情感、態(tài)度與價值觀
觀察生活中的現(xiàn)象，體會生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象，培養(yǎng)探索樂趣。
教學(xué)重點(diǎn)
1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)。
2．靜電屏蔽及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
應(yīng)用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特征，認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)。
教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)法
教學(xué)過程
（一）實(shí)驗(yàn)引入：借用原人教版高中物理第一冊課本緒言中“籠外電閃雷鳴，籠內(nèi)小鳥安然無恙”實(shí)驗(yàn)情境引入，設(shè)疑激趣。
（二）講解新課：
（設(shè)問）1.電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有什么的作用？
2.金屬導(dǎo)體的重要特征（導(dǎo)電的原因）是什么？
（答）1.電場對放入其中的電荷有力的作用。
2.（課件展示說明）金屬導(dǎo)體內(nèi)部有大量的自由移動的電荷（電子）。
（設(shè)問）3.如果我們給上邊的金屬導(dǎo)體加上一個勻強(qiáng)電場，導(dǎo)體會有什么變化呢？
（用多媒體課件展示情境，即課本23頁圖1.7—1）
思考討論：
1．導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷會在空間產(chǎn)生電場嗎？
2．產(chǎn)生電場的方向怎樣？
3．現(xiàn)在空間中有幾個電場存在？
4．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場與外電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場怎樣變化？
5．內(nèi)部的電場被減弱了，但自由電子是不是仍然要受到電場力的作用，繼續(xù)定向移動？
6．繼續(xù)定向移動的結(jié)果是什么？
7．最終達(dá)到一種特殊的狀態(tài)，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零，定向移動停止。
得出結(jié)論：處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。
8．把上邊的實(shí)心導(dǎo)體挖空，變成一個導(dǎo)體殼，對靜電平衡狀態(tài)有影響嗎？
9.如果把一個小的導(dǎo)體放入導(dǎo)體殼中，小導(dǎo)體還會發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象嗎？
設(shè)計(jì)意圖：通過問題串組織教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識逐步深化。
前后呼應(yīng)：現(xiàn)在你該明白“籠外電閃雷鳴，籠內(nèi)小鳥安然無恙”了吧？
（教師講解）靜電現(xiàn)象在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用：
1．有的電學(xué)儀器和電子設(shè)備的外面套有金屬罩
2．中國科技館高壓放電區(qū)的保護(hù)
3．靜電屏蔽衣
4．收音機(jī)、汽車的天線
（三）歸納小結(jié)：
1．靜電感應(yīng)：
感應(yīng)電荷：
2．靜電平衡狀態(tài)：
處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特征：
3．靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用
（四）作業(yè)與拓展：
1.《同步解析與測評》相關(guān)題目。
2.中國科技館高壓放電區(qū)的保護(hù)與其它的保護(hù)有什么區(qū)別？
3.自擬題目撰寫一篇以靜電知識為題材的科技小論文。
教學(xué)反思：本節(jié)是聯(lián)系生活非常緊密的一節(jié)內(nèi)容，內(nèi)容雖然較為抽象，但卻更好的結(jié)合新課程理念。因此本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上重視實(shí)驗(yàn)情境和問題情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生積極觀察、發(fā)現(xiàn)問題，通過思考討論解決問題。在實(shí)驗(yàn)和思考得出結(jié)論的過程中感受物理的樂趣。

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學(xué)案

1.7、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
我們通過前面的學(xué)習(xí)知道，放入電場中的電荷受到電場力的作用，而我們又知道金屬導(dǎo)體中存在自由電子，把導(dǎo)體放入電場中會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、電場的重要性質(zhì)是_____________________________________.
2、導(dǎo)體的重要特征是_________________________________.
3、靜電感應(yīng)現(xiàn)象:____________________________________________
4、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是_________________________
5、尖端放電的原理是_______________________________.
6、尖端放電的原理有何應(yīng)用？避雷針的發(fā)展歷史是怎樣的？
7、靜電有哪些應(yīng)用？
8、哪些地方應(yīng)該防止靜電？
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電平衡條件；
2、理解靜電屏蔽
二、學(xué)習(xí)過程
（一）、靜電平衡狀態(tài)下的電場
1、靜電平衡條件：
2、導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡特點(diǎn)：
①
②
③
（二）、尖端放電
1、解釋：
2、應(yīng)用：
（三）、靜電屏蔽
1、理解：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。因此，可利用金屬外殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域不在受外界電場的影響，這一現(xiàn)象稱靜電屏蔽

2、兩種情況：①金屬內(nèi)部空間不受殼外部電場的影響
②接地的封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響

（四）、探究：
生活中我們見到的那些帶靜電的現(xiàn)象是有益的，我們是怎樣利用的？
三、反思總結(jié)
靜電平衡的特點(diǎn)
1。
2、。
3、。
地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。
四、當(dāng)堂檢測
如圖，長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端為R的某點(diǎn).當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小為多大?

課后練習(xí)與提高
如圖所示，把一個帶正電的小球放人原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi)，小球帶不帶電？

參考答案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、對放入其中的電荷有力的作用。
2、金屬導(dǎo)體中原子由原子核和電子組成，離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，成為自由電子，失去這種電子的原子便成為帶正電的離子。
3、呈電中性狀態(tài)的金屬導(dǎo)體放入靜電場中，導(dǎo)體內(nèi)自由電子便會因受到與場強(qiáng)方向相反的電場力的作用而向場強(qiáng)的反方向定向移動。兩端出現(xiàn)不同的電荷分布。
4導(dǎo)體兩面出現(xiàn)的正負(fù)電荷會在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的感生電場。這兩個電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱。
5物體表面帶電密集的地方—尖端，電場強(qiáng)度大，會把空氣分子“撕裂”，變?yōu)殡x子，從而導(dǎo)電；
6、可以應(yīng)用到避雷針上；避雷針的發(fā)展史介紹富蘭克林與國王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭；
7、靜電除塵，靜電復(fù)印，靜電噴漆；
8、靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi)，如油罐、紡織廠、危險(xiǎn)制品等地方都必須避免靜電
課內(nèi)探究學(xué)案
（一）、1、
2、①、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。
②、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。
③、導(dǎo)體外表面處場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。
（二）、1物體表面帶電密集的地方—尖端，電場強(qiáng)度大，會把空氣分子“撕裂”，變?yōu)殡x子，從而導(dǎo)電；
2可以應(yīng)用到避雷針上
三、反思總結(jié)
1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。
2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。
3、導(dǎo)體外表面處場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。
等勢體
四、當(dāng)堂檢測
課后練習(xí)與提高
小球和球殼內(nèi)表面均不帶電，正電荷只分布在球殼外表面。

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

本節(jié)的主要概念是靜電平衡，掌握靜電平衡的概念、理解靜電平衡的特征是本節(jié)的重點(diǎn)。應(yīng)用靜電平衡知識，認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)，尖端放電現(xiàn)象、靜電屏蔽現(xiàn)象是本節(jié)課的難點(diǎn)。做好演示實(shí)驗(yàn)是這堂課的關(guān)鍵。

二、教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：

1、理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電平衡條件及處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)；

2、:了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象，關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電屏蔽。網(wǎng)]

過程與方法：

1、掌握歸納、演繹推理的方法，訓(xùn)練學(xué)生的推理能力，親身感受知識的建立過程。

2、通過概念建立、規(guī)律的得出培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和探究創(chuàng)造的心理品質(zhì)。

情感態(tài)度與價值觀：

1．經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、探究等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度．

2．激發(fā)學(xué)生探索的興趣，養(yǎng)成一種科學(xué)探究的意識。

3．培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊(duì)精神．

三、教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)：

靜電平衡的特征，應(yīng)用靜電平衡知識，是本節(jié)課的重、難點(diǎn)。

四、教學(xué)方法與手段

以演示實(shí)驗(yàn)為先導(dǎo)，引領(lǐng)學(xué)生討論分析靜電感應(yīng)現(xiàn)象，總結(jié)靜電平衡知識，認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)、尖端放電現(xiàn)象、靜電屏蔽現(xiàn)象。做好演示實(shí)驗(yàn)、合作學(xué)習(xí)為主，發(fā)動學(xué)生展示討論，舉例說明生活中的靜電現(xiàn)象。

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)程序

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計(jì)意圖

引入新課

播放視頻：兩名科學(xué)家表演特技：觸摸百萬伏高電壓

觀看視頻并進(jìn)行思考

創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)置懸念，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望。

新課教學(xué)

一、定性研究靜電平衡的形成。

設(shè)置五個層層遞進(jìn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，并經(jīng)分析總結(jié)得出靜電平衡的概念。

思考并回答問題，經(jīng)歷分析放在電場中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的過程。

調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)激情，積極參與探索活動。

二、探究處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)。

1、根據(jù)靜電平衡的形成過程，師生共同探究總結(jié)得出靜電平衡的特點(diǎn)。A.導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。B.導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。

2、演示法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)，研究靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體上的電荷分布。

3、設(shè)置問題，電荷在導(dǎo)體外表面的分布又是怎樣的呢？利用幻燈片展示均勻帶電球形導(dǎo)體及形狀不規(guī)則帶電導(dǎo)體的電荷分布。

4、強(qiáng)調(diào)內(nèi)外的相對性。

5、師生共同總結(jié)出導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的四個特點(diǎn)。

全體學(xué)生參與探究，共同理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)下的特點(diǎn)。

觀察實(shí)驗(yàn)，思考、分析問題，理解感應(yīng)電荷的分布情況。

觀察圖象，思考問題，感知電荷在導(dǎo)體外表面的分布情況。

強(qiáng)化學(xué)生意識使他們體驗(yàn)獲取知識的樂趣。

三、尖端放電

設(shè)置疑問，導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，導(dǎo)致的后果是什么呢？引出尖端放電。

演示尖端放電的實(shí)驗(yàn)。

列舉尖端放電的應(yīng)用---避雷針

引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本27頁科學(xué)漫步。

學(xué)生思考并回答問題。

觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

閱讀課本27頁科學(xué)漫步。

理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生體驗(yàn)知識應(yīng)用的樂趣。

四、靜電屏蔽

引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的內(nèi)部場強(qiáng)為零。

演示設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)。

分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引出靜電屏蔽。

引導(dǎo)學(xué)生利用靜電屏蔽的知識，解釋兩個科學(xué)家的冒險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中靜電屏蔽的實(shí)例。

設(shè)置不同的情境，拓展：靜電屏蔽的兩種情況。

思考問題,討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

觀察實(shí)驗(yàn)，理解靜電屏蔽的含義。

利用靜電屏蔽的知識，解釋現(xiàn)象。

分析、解決問題

前呼后應(yīng)。

利用所學(xué)知識，解釋生活中的現(xiàn)象。

培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

課堂小結(jié)：

引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本節(jié)課內(nèi)容。

回顧并總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容。

培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。

鞏固練習(xí)

利用幻燈片出示習(xí)題：

做練習(xí)。

了解學(xué)生對知識的掌握情況。

布置作業(yè)

1、課后查找資料，了解靜電除塵，靜電復(fù)印的工作原理。

2、課本28頁第1、2題。

板書設(shè)計(jì)

一、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)。

處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的性質(zhì)：

（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。

（2）導(dǎo)體表面上任何一點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面垂直。

（3）導(dǎo)體所帶的凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷。

（4）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。

二、尖端放電

應(yīng)用：避雷針

三、靜電屏蔽：具有空腔的金屬導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)下，不僅導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，而且腔內(nèi)場強(qiáng)也為零，因而置于腔內(nèi)的物體不受外界電場的影響，這種作用叫靜電屏蔽。

第7節(jié)　靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點(diǎn)，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《第7節(jié)　靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》，僅供參考，歡迎大家閱讀。

第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

要點(diǎn)一處理靜電平衡的“觀點(diǎn)”
1．遠(yuǎn)近觀
“遠(yuǎn)近觀”是指處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，離場電荷較近和較遠(yuǎn)的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷，而導(dǎo)體的中間部分可認(rèn)為無感應(yīng)電荷產(chǎn)生．
2．整體觀
“整體觀”是指把兩個或多個原來彼此絕緣的導(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線連接時，就可把它們看作是一個大導(dǎo)體，再用“遠(yuǎn)近觀”判斷它們的帶電情況．
要點(diǎn)二靜電平衡兩種情況的實(shí)現(xiàn)方法和其本質(zhì)是什么？
1．兩種情況
(1)導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖1－7－2甲所示．
(2)接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響，如圖乙所示．
圖1－7－2
2．實(shí)現(xiàn)過程
(1)如圖甲，因場源電荷產(chǎn)生的電場與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強(qiáng)為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，對內(nèi)實(shí)現(xiàn)了屏蔽．
(2)如圖乙，當(dāng)空腔外部接地時，外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球，外部電場消失，對外起到屏蔽作用．
3．本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡.
為什么可以把導(dǎo)體的帶電情況看成“面分布”？
我們知道導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，電荷是分布在它的表面的，下面我們通過一個帶電金屬球的案例計(jì)算，說明把金屬導(dǎo)體看成“面分布”的理由．
設(shè)金屬球的半徑為R，從手冊上查得空氣的擊穿場強(qiáng)為Em＝3×106V/m，空氣中該金屬球所能帶的最大電荷量為Qm，可以從公式Em＝kQmR2來計(jì)算，這樣Qm＝EmR2k.
金屬球表面每單位面積帶電荷量Q＝Qm4πR2＝Em4πk，把數(shù)據(jù)代入得Q＝3×1064π×9×109C/m2＝2.65×10－5C/m2.
原子直徑d約為2×10－10m，一個原子在金屬球表面所占的面積為
πd24＝π×(2×10－10)24m2＝3.14×10－20m2
一個表面原子的帶電荷量為
q＝Qπd24＝2.65×10－5×3.14×10－20C＝8.3×10－25C
一個電子電荷量e＝1.6×10－19C，當(dāng)金屬球帶電荷量最多時(此時球外表面場強(qiáng)為空氣擊穿場強(qiáng))，與表面一個原子相關(guān)大小面積所帶電荷量只有8.3×10－25C，連一個電子電荷量都不到，由此我們有充分理由把金屬導(dǎo)體帶電看成“面分布”.

一、靜電平衡下的導(dǎo)體
【例1】如圖1－7－3所示，
圖1－7－3
一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為EA.在A球球心與P點(diǎn)連線上有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷B，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為EB.當(dāng)A、B同時存在時，根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，P點(diǎn)的場強(qiáng)大小應(yīng)為()
A．EBB．EA＋EB
C．|EA－EB|D．以上說法都不對
答案D
解析當(dāng)帶電導(dǎo)體球周圍無其他導(dǎo)體或帶電體存在時，導(dǎo)體球上的電荷將均勻分布在導(dǎo)體球表面．根據(jù)題意，均勻分布在導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為EA，當(dāng)把點(diǎn)電荷放在B點(diǎn)后，雖然導(dǎo)體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球上的電荷將重新分布，直到達(dá)到靜電平衡．這時，導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)EA′不等于EA.由于點(diǎn)電荷不涉及電荷如何分布的問題，它在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)與周圍是否存在其他電荷無關(guān)，所以仍為EB，當(dāng)點(diǎn)電荷與導(dǎo)體球A同時存在時，P點(diǎn)的場強(qiáng)應(yīng)由EA′與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加，這樣就能立即斷定A、B、C三個選項(xiàng)都是不對的．
二、靜電平衡
【例2】將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬
圖1－7－4
空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖1－7－4所示，說法正確的有()
A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向
B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向
C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變
D．A和B的位置都不變
答案B
解析帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi)，通過靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電．因此，金屬空心球C和帶電小球B帶異種電荷，所以B受C球的吸引往右偏離豎直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所產(chǎn)生的外部電場，使小球A不受外電場的作用，所以A的位置不變．
1.下列措施中，屬于防止靜電危害的是()
A．油罐車后有一條拖在地上的鐵鏈條
B．小汽車上有一根露在車面上的小天線
C．在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸?br> D．在地毯上夾雜0.05～0.07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維
答案ACD
解析B選項(xiàng)屬于防止靜電平衡．
2．下圖中P是一個帶電體，N是一個不帶電的金屬空腔，在哪些情況下，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引()
答案AD
3．如圖1－7－5所示，
圖1－7－5
在球殼內(nèi)部球心放置帶電荷量＋Q的點(diǎn)電荷，球殼內(nèi)有A點(diǎn)，殼壁中有B點(diǎn)，殼外有C點(diǎn)，則下列說法正確的是()
A．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)均為零
B．EAEBEC
C．如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同
D．B點(diǎn)場強(qiáng)方向指向球心
答案C
解析＋Q放在球殼內(nèi)，由于靜電感應(yīng)，內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外壁感應(yīng)出等量的正電荷．如下圖所示，是＋Q與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場線形狀，球殼壁內(nèi)部場強(qiáng)為零，其他地方的場強(qiáng)與僅存在點(diǎn)電荷＋Q時產(chǎn)生的場強(qiáng)相同，故EAECEB；如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同．
4．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)是什么？
答案(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零
(2)導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面垂直
(3)凈電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面上，電荷在導(dǎo)體的外表面上的分布往往是不均勻的，越尖的地方，電荷分布的密度越大，附近的電場也越強(qiáng)．
對一孤立的帶電導(dǎo)體，可視為導(dǎo)體處于自己所帶電荷的電場中，達(dá)到靜電平衡時，也有以上特點(diǎn).

題型一靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個帶正電荷的空腔導(dǎo)體B.下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開的是()
A．用取電棒(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸
B．用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸
C．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸
D．使驗(yàn)電器A靠近B
思維步步高空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)是什么？空腔導(dǎo)體的外壁和內(nèi)壁的帶電情況如何？使驗(yàn)電器金屬箔片張開的方法有幾種？
解析在A選項(xiàng)中先和B的內(nèi)壁接觸后，由于B的內(nèi)壁本身沒有電荷，所以再接觸A時驗(yàn)電器箔片不張開．
答案BCD
拓展探究在一個導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，用Ep表示球殼外任一點(diǎn)的場強(qiáng)，則()
A．當(dāng)＋Q在球殼中央時，Ep＝0
B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零
C．只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時，Ep＝0
D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零
答案D
解析如果球殼不接地，球殼內(nèi)部放入的電荷會產(chǎn)生電場，這個電場周圍的導(dǎo)體會感應(yīng)出電荷，形成新的電場．
帶電球殼的特點(diǎn)是：①所有電荷都分布在球外表面上，球殼內(nèi)部沒有凈電荷．②球殼內(nèi)場強(qiáng)為零．③如果在球殼內(nèi)部放入電荷，則電場線在球殼上中斷.

題型二靜電平衡
一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正電荷，其電場分布是下圖中的哪一個()

思維步步高在金屬球內(nèi)部的電場分布情況如何？球殼起到什么作用？在球殼外還有沒有電場存在？如果有，電場指向什么方向？
解析在球殼內(nèi)、外表面之間不會有電場存在，球殼的內(nèi)表面上應(yīng)該分布的是負(fù)電荷，外表面上應(yīng)該分布的是正電荷，所以B選項(xiàng)正確．
答案B
拓展探究如果把該電荷移到球殼外，請敘述一下電場的分布情況．
答案當(dāng)電荷移動到球殼以外之后，球殼對電場產(chǎn)生屏蔽，球殼內(nèi)部沒有電場線．
導(dǎo)電體放在導(dǎo)體內(nèi)部，導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出電荷，根據(jù)電荷守恒定律，外壁和內(nèi)壁所帶電荷性質(zhì)相反；當(dāng)電荷放在導(dǎo)體外部，靠近導(dǎo)體處感應(yīng)出異種電荷，根據(jù)電荷守恒定律，遠(yuǎn)離導(dǎo)體處感應(yīng)出同種電荷.

一、選擇題
1．人們在晚上脫衣服時，有時會看到火花四濺，并伴有“劈啪”聲，這是因?yàn)?)
A．衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電
B．人體本身是帶電體
C．空氣帶電，在衣服上放電所致
D．以上說法均不正確
答案A
解析若我們身穿含有化纖成分的衣服，且始終在運(yùn)動，使衣服與衣服之間、衣服和皮膚之間不停地摩擦，在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷．在脫衣服時正電荷和負(fù)電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“劈啪”的放電聲音，若是晚上還可以看見火花四濺的現(xiàn)象．
2．一金屬球，原來不帶電，
圖1
現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一點(diǎn)電荷，如圖1所示．球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比()
A．Ea最大B．Eb最大
C．Ec最大D．Ea＝Eb＝Ec
答案D
3．如圖2所示，
圖2
把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中．導(dǎo)體處于靜電平衡時，下列說法正確的是()
A．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相等，且都為零
B．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)不相等
C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場EAEB
D．當(dāng)電鍵S閉合時，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動
答案AD
解析處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零，所以A選項(xiàng)正確．當(dāng)電鍵閉合，導(dǎo)體和大地是一個整體，導(dǎo)體處于這個整體的尖端，把負(fù)電荷從地球上吸引過來，所以D選項(xiàng)正確．
4．如圖3所示，金屬球殼原來帶電，而驗(yàn)電器原來不帶電，現(xiàn)將金屬球殼內(nèi)表面與驗(yàn)電器的金屬小球相連．驗(yàn)電器的金屬箔將()
圖3
A．不會張開B．一定會張開
C．先張開，后閉合D．可能張開
答案A
5．如圖4所示，兩個相同的空心金屬球M和N，M帶－Q電荷，N不帶電(M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響)，旁邊各放一個不帶電的金屬球P和R，當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入M和N的空腔中時()
圖4
A．P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷
B．P、R上均沒有感應(yīng)電荷
C．P上有，而R上沒有感應(yīng)電荷
D．P上沒有，而R上有感應(yīng)電荷
答案D
解析當(dāng)將帶正電Q的小球放入M的空腔中時，對M產(chǎn)生靜電感應(yīng)使M的內(nèi)表面帶負(fù)電，而外表面帶正電，其電荷量為Q，它與原來金屬球M外表面所帶的－Q正好中和，使外表面不帶電，實(shí)際上是M所帶－Q被吸引至內(nèi)表面，所以金屬球M外部不存在電場，不能對P產(chǎn)生靜電感應(yīng)，P上沒有感應(yīng)電荷．當(dāng)將帶正電Q的小球放入原來不帶電的N的空腔中時，對N產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使N內(nèi)表面帶負(fù)電荷，N外表面帶正電荷，N外部有電場，對R產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使左端帶負(fù)電，右端帶正電．選項(xiàng)D正確．
6．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開．下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()
答案B
解析帶負(fù)(正)電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器時，在驗(yàn)電器上感應(yīng)出異種電荷，驗(yàn)電器的頂端帶上了正(負(fù))電荷，金屬箔片帶上了負(fù)(正)電．
7．如圖5所示，
圖5
A、B為兩個帶等量異號電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，則下列敘述正確的是()
A．C棒的電勢一定高于D棒的電勢
B．若用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從y流向x的電子流
C．若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷全部流入大地
D．若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷還將保留一部分
答案ABD
解析由圖所示的電場線方向可知A、B、C、D的電勢高低為UAUCUDUB.當(dāng)用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢低的D棒流向電勢高的C棒，這時C與D已通過導(dǎo)線連接為一個導(dǎo)體了，靜電平衡后，它們的電勢相等，C的x端仍帶負(fù)電，D的y端仍帶正電，而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與D左端的負(fù)電荷中和掉了．當(dāng)將B球接地時，一部分自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地，而一部分電子受到D棒y端正電荷的吸引而保留在靠近y的近端處，如果把帶正電的A球移走，接地的B球上的負(fù)電荷才全部流入大地．故選項(xiàng)A、B、D正確．
二、計(jì)算論述題
8．在正點(diǎn)電荷Q附近有兩個絕緣導(dǎo)體M、N，由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖6所示的電荷分布，當(dāng)用導(dǎo)線將a、d兩點(diǎn)連接起來時，導(dǎo)線中是否有電流流過，如果有電流，電流的方向是怎樣的？
圖6
答案有a→d的電流
9．如圖7所示，
圖7
在孤立點(diǎn)電荷＋Q形成的電場中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)．若金屬圓盤平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，試在圓盤內(nèi)作出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場的三條電場線(用實(shí)線表示，要求嚴(yán)格作圖)
答案見解析圖
解析畫出感應(yīng)電荷形成的附加電場在圓盤內(nèi)的三條電場線(實(shí)線)，如下圖所示．
圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合場強(qiáng)都為零，即圓盤A內(nèi)的每一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷Q在那點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場線與點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場線重合，且方向相反(注意圖中的虛線是為了確定A內(nèi)的實(shí)線而畫出的，它并不表示A外部的電場線)．
10．為研究靜電除塵，有人設(shè)計(jì)了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，它的上下底面是面積S＝0.04m2的金屬板，間距L＝0.05m，當(dāng)連接到U＝2500V的高壓電源正、負(fù)兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強(qiáng)電場，如圖8所示．現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個顆粒帶電荷量為q＝＋1.0×10－17C，質(zhì)量為m＝2.0×10－15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力．求合上電鍵后：
圖8
(1)經(jīng)過多長時間煙塵顆?？梢员蝗课?？
(2)除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？
(3)經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達(dá)到最大？
答案(1)0.02s(2)2.5×10－4J(3)0.014s
解析(1)由題可知，只要上板表面的煙塵能被吸附到下板時，煙塵即被認(rèn)為全部吸收．煙塵所受靜電力為F＝qU/L，L＝12at2＝12Fmt2＝qUt22mL
得t＝2mqUL＝0.02s
(2)由于板間煙塵顆粒均勻分布，可以認(rèn)為煙塵的質(zhì)心位于板間中點(diǎn)位置，因此，除塵過程中靜電力對煙塵所做總功為W＝12NSLqU＝2.5×10－4J.
(3)解法一設(shè)煙塵顆粒下落距離為h，則板內(nèi)煙塵總動能Ek＝12mv2NS(L－h(huán))＝qULhNS(L－h(huán))．
當(dāng)h＝L2時，Ek達(dá)最大．
又據(jù)h＝12a
則t1＝2ha＝mqUL＝0.014s
解法二假定所有煙塵集中于板中央，當(dāng)煙塵運(yùn)動到下板時，系統(tǒng)總動能最大．
則L2＝12at21
所以t1＝mqUL＝0.014s