人教版高中物理选修3-1课件：第1章 第7节 静电现象的应用

想一想 处于静电平衡状态下的导体,内部的电场处处为0,是不是外部的电场也为0? 答案:不是,外部有原来的电场. 二、导体上电荷的分布 阅读教材第25页“导体上电荷的分布”部分,大致说出分布的两个特点. 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.在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) , 的位置几乎没有电荷. 想一想 若没有外部电场,导体上的电荷也只分布在导体的表面吗? 导体的外表面 答案:是的.由于同种电荷间的排斥,所有电荷都会被“挤”到外表面. 越大 凹陷
【思考与讨论2】 导体两面聚集的正负电荷对导体内部空间的电场会有哪些影响? 教师暂不提问,放开让学生自由发挥演讲.最后,教师对照图(丙)和(丁),从以下几方 面整理思维过程. (1)导体两面聚集的正负电荷会产生怎样新的电场E′?不断聚集的正负电荷会使新 电场E′的大小如何变化?E′与E0叠加的矢量和是增强还是减弱? (2)新电场E′的大小会超过E0吗?自由电子会永远向左移动吗?最终,导体内部各点 的合电场大小为多少? 答案: (1)聚集的正负电荷产生与E0方向相反的新电场E′.E′是增大的.E′与E0叠加 的矢量和是减弱的. (2)E′的大小不会超过E0,自由电子不会永远向左移动,导体内部各点的合电场最终 为零. 【教师总结】 当导体内的自由电子不再发生定向移动时,导体达到静电平衡状态. 处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.
第7节 静电现象的应用
(教师参考) 一、教学目标 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,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 过程与方法 通过分析静电感应产生的原因,使学生理解静电平衡状态 情感态度与价值观 通过本节的学习,使学生关心自然现象,并利用所学知识适应自然、利用自然规律 为社会服务
避雷针
静电屏蔽 当金属外壳达到静电平衡时, 内部 没有电场,因而金属的外 内部 壳会对其 起保护作用,使 内部 它 不受外部电场的影响 应用:电学仪器外面有金属壳, 野外高压线上方还有两条导线 与大地相连,都是利用静电屏蔽 现象消除外电场的影响
自主检测
1.思考判断 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.( ) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,导体的电势也为零.( ) (3)处于静电平衡状态下的导体内部的自由电荷静止不动.( ) (4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大 地.( ) (5)用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则验电器箔片能张 开.( )
情境链接二 揭秘魔术师如何单挑百万伏电压 美国魔术大师大卫· 布莱恩曾经用100万伏电压对自己持续电击3天3夜,再次挑战 了人类极限.在平时,插电源时偶尔冒出的一点火星,这也足以让我们胆战心惊,而 魔术大师究竟是如何抵御这样的超强电击的呢?原来表演中魔术师穿着防护服, 这是他能抵抗百万伏电压的关键所在. 思考以下问题,你能得到什么信息. 防护服是让电流通过人体,还是把电流安全地引入大地?这个防护服很可能是金 属制作的,还是绝缘体制作的? 信息 防护服是把电流安全地引入大地;防护服是金属制作的.金属沙网形状,起到屏蔽 电场的作用,确保防护服中的人体处于场强为零的状态.场强为零,自然没有电荷 的移动,人体也就处于安全环境中了.
自主学习 课堂探究 达标测评
自主学习
(教师参考) 情境链接一
课前预习· 感悟新知
静电除尘器 雾霾天气严重影响人们的身体健康,静电除尘器用于粉尘较多的各种场所,能除 去有害的微粒,或者回收物资.静电除尘器的放电电极为负极,集尘电极为正极,静 电除尘器的强电场使烟气发生电离,粉尘在电场作用下与气流分离.电场的大小 与离电极的远近有什么样的关系?被电离后的粉尘将吸附在哪个电极上? 信息 1.距电极越近,场强越大. 2.粉尘带上负电荷,将被吸附在正电极上.
三、尖端放电和静电屏蔽 (1)阅读教材第25～26页“尖端放电”部分,知道尖端放电的原理,能说出几种应 用. (2)阅读教材第26～27页“静电屏蔽”部分,知道静电屏蔽的原理,能说出几种应 用.
尖端放电 导体尖端的强电场使附近的空 电离 电离 气 , 后的异号离子与 原理 中和 尖端的电荷 ,相当于导体 从尖端失去电荷 应用: 是利用尖端放电避 应用 免雷击的一种设施 或 防止:高压设备中导体的表面尽 光滑 防止 量 会减少下导体的电场 (1)阅读教材第24～25页“静电平衡状态下导体的电场”,知道其特点. (2)分析教材第24页图1.7-1,体会静电平衡状态的形成过程. 1.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,导体两面出现正负电荷.感应电荷产 生的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场 ,导体内(包括表面) 不再 发生定向移动的状态. 等于0 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 ,内部的电场 . 自由电子 (2)处于静电平衡状态的整个导体是个 ,它的表面是个等势面. (3)表面处的场强不为零,表面处的场强方向跟导体表面 . 处处为0 等势体 垂直
二、教学重点难点 教学重点 静电平衡状态 电场中导体的特点 教学难点 分析静电屏蔽的特点 三、重难点突破方略 静电平衡状态的突破方略 【情境设置】 如图(甲)所示,在电场强度为E0的电场中,放入一个不带电的金属导 体ABCD,导体内存在自由电子.
【思考与讨论1】 电场对自由电子会有哪些影响? 教师暂不提问,放开让学生自由发挥演讲.最后,教师对照图(乙)和(丙),从以下几方 面整理思维过程. (1)自由电子在电场中一定受到什么力的作用? (2)它将向着什么方向移动? (3)最终会移动到哪个位置? (4)导体的AB面上将聚集什么电荷?CD面上将聚集什么电荷? 答案: (1)自由电子受到静电力的作用,方向向左. (2)将向着与电场相反的方向定向移动,即向左运动. (3)最终会运动到导体的AB面上. (4)导体的AB面上聚集负电荷,CD面上聚集正电荷.