PAGEPAGE61.7《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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．理解靜電平衡時，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零3．知道靜電屏蔽及其應(yīng)用【重點難點】靜電現(xiàn)象的應(yīng)用；靜電感應(yīng)現(xiàn)象的解釋【課前預(yù)習(xí)】一、電場中的導(dǎo)體ABABCDE0－－－－－－－－－我們知道放入電場中的導(dǎo)體（如右圖），在AB邊積聚了負(fù)電荷，在CD邊積聚了正電荷，這些感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了與原電場方向_______的感應(yīng)電場，當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)為_______時，電子不再移動，此時導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。2、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時的特點①處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)_______。②處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是_______，它的表面是_________。說明：由于地球是一個等勢體，故可把地球選作零電勢體。③導(dǎo)體表面上任一點電場強(qiáng)度方向與該點表面垂直，電場線與導(dǎo)體表面垂直。3、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律①導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的______。②在導(dǎo)體表面上越_____的位置單位面積電荷量越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。二、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1、尖端放電①尖端放電的實質(zhì)：氣體在導(dǎo)體尖端周圍的強(qiáng)電場的作用下而被電離，氣體被電離后變成帶負(fù)電的_______和帶正電的_____，而與尖端電荷的電性相反的粒子在靜電力的作用下奔向尖端，而使尖端電荷______，從效果上看好象是尖端釋放了電荷，這個現(xiàn)象叫尖端放電。②尖端放電的利弊應(yīng)用：避雷針就是利用了_________而實現(xiàn)了中和空氣中的電荷，而達(dá)到避免雷擊的目的；防止：尖端放電會使導(dǎo)到高壓設(shè)備上電能的損失，故該導(dǎo)體表面要盡量______。2、靜電屏蔽①形成：處于電場中的導(dǎo)體殼(金屬網(wǎng)罩)當(dāng)達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時，其內(nèi)部場強(qiáng)_________，從而實現(xiàn)了對內(nèi)部物體起到了保護(hù)作用，這種裝置叫做靜電屏蔽。②應(yīng)用：高壓輸電線的上方的______與大地連接而形成一個靜電屏蔽，對高壓線起到了保護(hù)作用。思考：為什么在鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的樓房內(nèi)手機(jī)的信號要比室外差？（答案：靜電屏蔽）【預(yù)習(xí)檢測】1．處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的原因是（）A．外電場不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部B．所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零C．外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零D．以上解釋都不正確2.如圖所示，在一個原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，則A、B、C三點的場強(qiáng)判斷正確的是（）+ABCA．EA≠0，EB=0，+ABCB．EA≠0，EB≠0，EC=0C．EA≠0，EB≠0，EC≠0D．EA=0，EB≠0，EC=03.如圖所示，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點電荷Q，另一表面絕緣、帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點，且不影響原電場)自左以初速度v0在金屬板上向右運動，在運動過程中（）A．小球先做減速后加速運動B．小球做勻速直線運動C．小球受到的靜電力對小球先做負(fù)功，后做正功D．小球受到的靜電力對小球做功為零【典題探究】例1如圖所示，當(dāng)帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗電器的小球B連接時，問驗電器是否帶電？【解析】當(dāng)導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗電器的小球B連接時，導(dǎo)體A和驗電器已合為一個整體，整個導(dǎo)體為等勢體，同性電荷相斥，電荷重新分布，必有凈電荷從A移向B，所以驗電器帶正電?！咀兪骄毩?xí)1】如圖所示，A、B是兩個架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走C球，則A、B帶電情況（）AB+CA．AAB+CB．A球帶正電，B球不帶電C．A球不帶電，B球帶負(fù)電D．以上說法都不正確[例2]如圖所示,長為10cm的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量Q=8．O×lO-10C的正點電荷放在距棒左端5cm處的P點,達(dá)到靜電叫平衡后棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點OOP[解析]電場中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，本質(zhì)上是施感電荷與感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部該處的合場強(qiáng)等于零。即：E施O+E感O=0（矢量和）而E施O==720N/C；由P指向O，所以E感O=720N/C；方向由O指向P[變式訓(xùn)練2]在真空中兩個點電荷A和B，電荷量分別為-Q和+2Q，它們相距為L，如果在兩個點電荷連線的中點O處，有半徑為r(2r<L)的空心金屬球，且球心位于O點，如圖所示，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，金屬球上的感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生場強(qiáng)為，方向。AA－QB+2Q【提示】先求點電荷A、B在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)，方向沿AB連線指向A。靜電平衡后，球殼內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，說明感應(yīng)電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)與大小相等，方向相反。即，負(fù)號表示感應(yīng)電荷的電場方向與相反。（沿AB連線指向B）【拓展】導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，其內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點處，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)與引起靜電感應(yīng)的電荷（即A、B兩處的電荷）產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向，合場強(qiáng)為零。AB[例3]如圖所示，A、B都是裝在絕緣柄上的導(dǎo)體，A帶正電后靠近B，若取地球的電勢為零，則（ABA、導(dǎo)體B上任意一點的電勢為零；B、導(dǎo)體B上任意一點的電勢都為正；C、導(dǎo)體B上任意一點的電勢都為負(fù)；D、導(dǎo)體B上右端點的電勢等于左端點的電勢。[解析]處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體：導(dǎo)體體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面；故D正確，由于電場線由正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，可大致畫出電場線的分布，由此可知導(dǎo)體B上各點的電勢均相等且為正。故B選項正確。1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用《學(xué)案》【課前預(yù)習(xí)】一、1.相反零2.處處為零等勢體等勢面3.外表面尖銳二、1.自由電子離子中和