高中物理 第一章 静电场 第七节 静电感应现象的应用课件1 新人教版选修3-1.ppt

第一章静电场 第七节静电感应现象的应用 新课标高中物理选修3 1 1 知识与技能 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 导体内部的场强处处为零 电荷只分布在导体的外表面上 3 知道静电屏蔽及其应用 2 过程与方法 1 培养学生的观察能力 逻辑推理的能力 分析问题的能力 2 掌握分析和综合等思维方法 3 情感 态度与价值观 1 使学生在理解知识 获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义 2 渗透具体问题具体分析的思想 三维目标 知识回顾 1 静电感应 金属导体放在外电场E中 由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动 使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应 2 感应起电 利用静电感应的方法使物体带电的方法 探究问题 1 金属导体的微观结构如何 E 如果将金属导体放入电场中 3 自由电子会在什么地方积聚 2 自由电子怎样移动 探究问题 1 金属导体的微观结构如何 E E E合 E E 如果将金属导体放入电场中 2 自由电子怎样移动 4 电子的积聚会出现怎样的结果 3 自由电子会在什么地方积聚 探究问题 1 金属导体的微观结构如何 如果将金属导体放入电场中 2 自由电子怎样移动 5 最终会出现怎样的现象 E E合 0 4 电子的积聚会出现怎样的结果 3 自由电子会在什么地方积聚 探究问题 1 金属导体的微观结构如何 如果将金属导体放入电场中 2 自由电子怎样移动 5 最终会出现怎样的现象 E E合 0 4 电子的积聚会出现怎样的结果 3 自由电子会在什么地方积聚 静电平衡的特点 1 处于静电平衡状态下的导体 内部的场强处处为零 2 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体 它的表面是个等势面 地球是一个极大的导体 可以认为处于静电平衡状态 所以它是一个等势体 这是我们可以选大地做零电势体的一个原因 3 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直 放入电场中的导体 最终会达到没有电荷定向移动的状态 这种状态叫静电平衡状态 一 静电平衡 探究 静电平衡时导体内部没有电荷 其电荷只分布在外表面 电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢 探究结论 在导体表面 越尖锐的位置 电荷的密度 单位面积的电荷量 越大 凹陷的位置几乎没有电荷 三 尖端放电 导体尖端附近的电场特别强 它会导致一个重要的后果 就是尖端放电 例如在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛 当我们不断给导体充电的时候 火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移 这就是尖端放电引起的后果 在强电场作用下 物体曲率大的地方 如尖锐 细小的顶端 弯曲很厉害处 附近 等电位面密 电场强度剧增 致使这里空气被电离而产生气体放电现象 称为电晕放电 而尖端放电为电晕放电的一种 专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象 尖端放电 自主探究 阅读课本有关静电屏蔽的内容 回答以下问题 1 什么叫做静电屏蔽 2 静电屏蔽一定要用密封的金属容器吗 举例说明 3 举出一些静电屏蔽的事例 四 静电屏蔽现象 四 静电屏蔽现象 静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用 静电除尘 静电喷漆 1 导体自身带电处于静电平衡 下列说法中正确的是 A 导体内部场强是0 所以电势也是0B 电荷只分布在导体的表面 曲率半径小的地方场强大 所以电势高C 电荷只分布在导体的表面 电场线一定和外表面处处垂直D 以上说法均不正确 C 2 下图中P是一个带电体 N是一个不带电的金属空腔 在下列情况下 放在绝缘板上的小纸屑 图中S 不会被吸引的有 A C两项中P在N的外部 N近P端带正电荷 远P端带负电荷 N内部被屏蔽 外部有电场 A 正确C错误 静电 感应 2 下图中P是一个带电体 N是一个不带电的金属空腔 在下列情况下 放在绝缘板上的小纸屑 图中S 不会被吸引的有 B D两项P在N的内部 N内表面带正电荷 外表面带负电荷 外部有电场 外表面无电荷 外部被屏蔽 B错误 D正确 接地 不接地 AD 3 如右图所示为空腔球形导体 不带电 现将一个带正电的小金属球A放入腔内 静电平衡时 图中a b c三点的场强E和电势 的关系是 A Ea Eb Ec a b cB Ea Eb Ec a b cC Ea Eb Ec a b cD Ea Ec Eb a b c D 4 如右图所示 点电荷A和B带电荷量分别为3 0 10 8C和 2 4 10 8C 彼此相距6cm 若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳 求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度 5 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内 不与球接触 另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近 如右图所示 于是有 A A向左偏离竖直方向 B向右偏离竖直方向B A的位置不变 B向右偏离竖直方向C A向左偏离竖直方向 B的位置不变D A和B的位置都不变 5 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内 不与球接触 另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近 如右图所示 于是有 A A向左偏离竖直方向 B向右偏离竖直方向B A的位置不变 B向右偏离竖直方向C A向左偏离竖直方向 B的位置不变D A和B的位置都不变 带正电的小球A放在不带电的空心球C内 由于静电感应 空心球外壳带正电 内壁带负电 因此B所在处有电场 所以B在电场力作用下向右偏而靠近C 由于空心球能屏蔽B球的电场 所以 A所在处场强为零 故A球不受电场力 位置不变 B