317静电现象的应用学案.docVIP

3.1.7 静电现象的应用 学案 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电平衡状态：导体中(包括表面)________不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态． 2．静电平衡状态下导体的特点： (1)处于静电平衡状态的导体，内部____________处处为零． (2)处于静电平衡状态的整个导体是一个________，它的表面是一个等势面． (3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面________． 二、导体上电荷的分布 1．处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在________． 2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)________，凹陷的位置________电荷． 三、尖端放电 1．电离：使空气分子中的________分离，这种现象叫做空气的电离． 2．尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的____________很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的____________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被________到尖端，跟尖端上的电荷________，这相当于尖端________电荷，这种现象叫做尖端放电． 3．应用与防止：①应用：________；②防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电． 四、静电屏蔽 导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的____________也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会____________导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽． 一、静电平衡状态下导体的电场 [问题情境] 当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象．这种定向移动是无休止的吗？电荷的移动对导体内部的电场有何影响？ 1．自由电子定向移动的原因是什么？ 2．此处涉及到几个电场？它们分别是来自哪里？ 3．什么是静电平衡状态？为什么处于静电平衡状态的导体是等势体，它的表面是等势面？ [要点提炼] 1．处于静电平衡状态的导体，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________． 二、导体上电荷的分布 [问题情境] 在课本“研究空腔导体内表面的电荷”的演示实验中，甲、乙图对应的操作步骤有何不同？得出怎样的结论？ [要点提炼] 1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的________上． 2．静电平衡时，电荷在导体表面的分布是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷的密度越________，其附近的场强也越________． 三、尖端放电　静电屏蔽 [问题情境] 1．导体的尖端与空气的电离有什么关系？ 2．尖端放电是不是电荷都从导体尖端跑到空气中去了？ 3．简述避雷针的避雷原理？ 4．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？ 5．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？ 例1　长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端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处产生的场强大小等于________，方向为________． 点拨与技巧　(1)解决此类问题通常根据静电平衡原理、感应电荷产生的场强E′与原场强E0关系，把求感应电荷的场强转化为原来的场强． (2)注意：E′与E0关系是等大反向，合场强为零，解题首先要弄清求的是感应电荷的场强还是合场强． 变式训练1　如图所示，在孤立点电荷＋Q形成的电场中，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内作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)． 例2　如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是(　　) A．EaEbEc，φaφbφc B．Ea＝EbEc，φa＝φbφc C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φbφc D．EaEcEb，φaφbφc 点拨与技巧　本题应先找出原电场，再找出哪是电场中的导体，然后由本节知识求解． 变式训练2　如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是(　　) A．C棒的电势一定高于D棒的电势 B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流 C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地 D．若将B球接地，B所带的负电荷还将