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高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案

 

  高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案【一】

  教学准备

  教学目标

  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,净电荷只分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

  教学重难点

  【重点难点】静电平衡状态;电场中导体的特点

  教学过程

  【教学过程】

  (一)复习提问

  1、什么是静电感应现象?

  2、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

  1、 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:使空间电场重新分布

  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:导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态

  4、静电平衡状态下导体的特点:

  ⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)

  ⑵导体中没有自由电荷定向移动

  ⑶净电荷分布在导体表面

  实验证明:法拉第圆筒实验

  ⑷导体表面附近电场线与表面垂直

  理论证明:中性导体带电后,由于同种电荷相互排斥,净电荷只能分布在表面

  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

  5、静电平衡时导体周围电场分布:

  上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线

  二、静电屏蔽

  1、 空腔导体的特点:

  净电荷只分布在外表面,内表面不带电,空腔内没有电场

  1、静电屏蔽

  外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内,则外对内没有影响,但内对外有影响

  实验演示:将收音机置于金属网罩内则声音大小减小

  若将球壳接地,则内外各不影响

  3、 应用

  电学仪器和电子设备外面套有金属罩

  通信电缆版面包一层铅皮

  高压带电作业人员穿金属网衣

  通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱

  (三)巩固练习

  例1:如图所示,在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷,试分析A、 B、C三点的场强:

  A.EA≠0 ,EB=0 ,EC=0

  B.EA≠0...