2018-2019学年高中物理选修3-1(人教版)课件：第一章 第7节 静电现象的应用
高中物理选修3-1第一章静电场
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-- 快乐课堂高中物理精讲
人民教育出版社（简称“人教版”） 选修3-1
第一章 静电场
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说明：课本和一般辅导书已有内容，一般不再重复。
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《普通高中物理课程标准》关于高中物理的描述
第一部分 前言
物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展，继而推动了人类社会的变化。
课程性质
高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。
高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。
选修3－1
物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技术应用，它是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中，学生将比较全面地学习物理学及其技术应用，了解它与社会发展以及人类文化的互动作用。
场是除实物以外物质存在的另一种形式。学生将通过电场和磁场的学习加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。 --
-- 电磁学的研究成果及其技术应用改变了人类的生活。现代生活中处处都会遇到电的知识。本模块对于进一步学习科学技术是非常重要的。
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《普通高中物理课程标准》关于本章内容的标准要求
（1）了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 例： 了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施。 （2）知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 （3）了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 （4）知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 例： 分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理。 例： 观察静电偏转，了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理。 （5）观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 例： 使用闪光灯照相。查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯中的作用。
2019_2020高中物理第一章静电场第7节静电现象的应用讲义习题(含解析)新人教版选修3_1
1 第7节 静电现象的应用
1．了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡状态的导体的特性。
2．了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3．了解尖端放电和静电屏蔽现象。
一、静电平衡状态下导体的电场
1．静电感应现象：把导体放入电场，导体内的□01自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现□02等量异号电荷的现象。
2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场□03等于零，导体内的自由电子不再□04发生定向移动的状态。
3．静电平衡状态下导体的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强□05处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面□06垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个□07等势体，导体的表面是个□08等势面。
二、静电平衡导体上电荷的分布
1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的□01外表面。
2．在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的□02密度越大，凹陷的位置□03几乎没有电荷。
三、尖端放电和静电屏蔽
尖端放电 静电屏蔽
原理 导体尖端的强电场使附近的空气□01电离，电离后的带□02异种电荷的离子与尖端的电荷□03中和，相当于导体从尖端失去电荷 当金属壳达到静电平衡时，壳内电场处处为□040，因而金属外壳会对其□05内部起保护作用，使它不受□06外部电场的影响
续表
尖端放电 静电屏蔽
应用或
防止 应用：□07避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
防止：高压设备中导体的表面尽量□08光滑，以减少电能的损失 应用：电学仪器外面有金属壳，以使壳外电场对壳内仪器不会产生影响；野外高压线上方还有两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击 2
家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属？
提示：若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属外壳就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作。
高中物理选修3-1第一章 7 静电现象的应用--学生版
1 7 静电现象的应用--学生版
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点.2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因．
科学探究：1.观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识进行分析推理的方法.2.查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用．
科学思维：会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强．
一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布
1．静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态．
2．静电平衡状态的特征：
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0.
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．
3．导体上电荷的分布：
(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面．
(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)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．
二、尖端放电和静电屏蔽
1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象．
2．尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．
尖端放电的应用与防止：
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失．
3．静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫做静电屏蔽．
静电屏蔽的应用：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．
2
判断下列说法的正误．
(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)静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态．( )
(3)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．( )
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
学校：包头市百灵庙中学 学科：高二物理 编写人：史殿斌 审稿人：
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
【教学目标】
1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
【教学重点】了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象
【教学过程】
知识点一：静电平衡状态下导体的电场
1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的 受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现 电荷，在CD面上将出现
电荷．这就是 。
2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于 时，导体内的自由电子不再发生 ，导体达到了 。
3．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度 ；感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等，方向相反，合电场的电场强度为 。
4．处于静电平衡状态的导体，其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的 。整个导体是个 。它的表面是个 。
知识点二：导体的电荷分布
1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 。
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) ，凹陷的位置几乎没有电荷．
3．在导体外表面，越尖锐的位置电场强度 ，电场线分布 。
人教版高中物理选修3-1第一章知识点汇总
1 人教版高中物理选修3—1第一章知识点总结
第一章 静电场
第一节、电荷及其守恒定律
1.自然界中的两种电荷
（1） 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 正 电荷，用正数表示，则丝绸带 负
点；把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为 负 电荷，用负数表示，则毛皮带 正 电。
（2）电荷及其相互作用：同种电荷相互 排斥 ，异种电荷相互 吸引 ．
原子核式结构：包括原子核（质子“带正电”）和核外电子（带负电）。通常说物体不带电是指物体中的质子所带的 正电 与电子所带的 负电 在数量上相等，使整个物体对外不显电性。
（3）电荷守恒定律：电荷既不能 创造，也不能
消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移个人过程中，电荷的总量 保持不变。
2.三种起电方式
（1）摩擦起电：两个相互绝缘的物体相互摩擦，使其中容易失去电子的物体由于失去电子而带 正电 ，而另一个得到电子的物体带 负点 。
原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．
（2）感应起电：用静电感应的方法使物体带电，叫做感应起电．
静电感应： 把一个带电的物体移近一个不带电的异体时，可以使导体带电的现象。
规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷。
例 ：如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．A端带 _负_ 电荷．B端带_正_电荷 。
（3）接触起电：一个带电的导体靠近一个不带电的导体而是这个不带电的导体带电的现象。
强调：三种起电方式的实质：电子的转移 ；三种起电方式都不是创造了电荷，也不是使电荷消失，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，或从一个物体转移到另一个物体，转移过程中总量不变。
3．元电荷
（1）电荷的多少叫做 电荷量 ．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C
(完整版)人教版高中物理选修3-1目录
人教版高中物理选修3-1目录
第1章 静电场
1.电荷及其守恒定律
电荷
电荷守恒定律
元电荷
2.库仑定律
库仑定律
库仑的实验
3.电场强度
电场
电场强度
点电荷的电场 电场强度的叠加
电场线
匀强电场
4.电势能和电势
静电力做功的特点
电势能
电势
等势面
5.电势差
6.电势差与电场强度的关系
7.静电现象的应用
静电平衡状态下导体的电场
导体上电荷的分布
尖端放电
静电屏蔽
8.电容器的电容
电容器
电容
平行板电容器的电容
常用电容器
9.带电粒子在电场中的运动
带电粒子的加速
带电粒子的偏转
示波器的管理
第2章 恒定电流
1.电源和电流
电源
恒定电流
2.电动势
3.欧姆定律
欧姆定律
导体的伏安特性曲线
4.串联电路和并联电路
串联电路和并联电路的电流
串联电路和并联电路的电压
串联电路和并联电路的电阻
电压表和电流表
5.焦耳定律
电功和电功率
焦耳定律
6.导体的电阻
影响导体电阻的因素
导体的电阻
7.闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律
路端电压与负载的关系
8.多用电表的原理
欧姆表
多用电表
9.实验：练习使用多用电表
测量小灯泡的电压
测量通过小灯泡的电流
测量定制电阻
测量二极管的正反向电阻
10.实验：测定电池的电动势和内阻
实验原理
实验方法
数据处理
11.简单的逻辑电路
“与”门
“或”门
“非”门
第3章 磁场
1.磁现象和磁场
磁现象
电流的磁效应
磁场
地球的磁场
2.磁感应强度
磁感应强度的方向
磁感应强度的大小
3.几种常见的磁场
磁感线
几种常见的磁场
安培分子电流假说
匀强磁场
磁通量
4.通电导线在磁场中受到的力
安培力的方向
安培力的大小
磁电式电流表
5.运动电荷在磁场中受到的力
洛仑兹力的方向和大小
电视显像管的工作原理
6.带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动
回旋加速器
高中物理选修3-1优质教案7：1.7 静电现象的应用教学设计
人教版高中物理选修3-1
1 1.7静电现象的应用
授课年级 高二 课题 §1.7静电现象的应用 课程类型 新授课
课程导学目标 目标解读 1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。
2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。
学法指导 静电现象很多时候看不见，但通过实验可以感受的到，所以通过感性的实验要得出理性的分析。
课程导学建议 重点难点 静电现象的解释及应用
教学建议 本节内容虽然不是本章的重点内容,但却是本章的难点内容。静电现象及其解释非常抽象,静电现象的应用学生接触的也很少。学生只有在老师的指导下参与探究全过程,才能深刻理解静电平衡状态下导体的特点、规律,要克服思维定势的负迁移和主观臆断的不良影响,培养学生认真严谨的科学探究品质。有条件的话尽可能做一些相关的实验。
课前
准备 实验器材准备：静电计、静电屏蔽罩、起电机等
导 学 过 程 设 计
程序设计 学习内容 教师行为 学生行为 媒体运用
新课导入 创设情境 通过播放一段“静电屏蔽”的视频,介绍静电现象的存在及在生活和科技方面的应用,提出该如何解释静电现象。 静电现象的视频
第一层级
研读教材 确保每一位学生处于预习状态，要求在教材上划出重难点。 通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。 PPT课件呈现学习目标 完成学案 巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。 尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。
结对交流 指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。 就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。 人教版高中物理选修3-1
2 第二层级
(小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评) 主题1：
探究静电平衡 学生对静电平衡的理解与实际情况的差异主要在过程的长短上。
高中物理人教版选修31 第一章第七节静电现象的应用(无答案)
第1页/共3页 学案- 1.7静电现象的应用
思维
导图：
练习 一、电荷运动及分布
1、如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（ ）
A．枕形导体a端电势高于b端电势 B．仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地
C．仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体 D．仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地
2.(多选)如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器金属箔片张开的是( )
A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触
D.使验电器A靠近B
3.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端)带电情况的实验装置.则( )
A.带电体A处比B处电荷密集 B.带电体B处比A处电荷密集
C.验电器的C处做成球形是为了美观需要 D.验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
二、静电平衡下的场强、电势
1.如图所示，将原来不带电的金属导体杆放到一个电荷量为Q的小球旁边，则导体杆上感应电荷在A.B.c三点产生的场强大小关系是（ ）
A.Ea=Eb=Ec B.Ea>Eb>Ec C.Ea
2.如图所示,将原来不带电的绝缘导体AB,置于带正电的点电荷C所形成的电场中,规定大地或无穷远处的电势为零,则有( ) 第2页/共3页
A. 绝缘导体上A、B两点的电势相等,且都为负值
B. 绝缘导体上A点的电势高于B点的电势,且都为正值
C. 绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D产生的场强大小等于点电荷C在D点产生场强的大小
新课标高中物理选修第7节 静电现象的应用教案
第7节 静电现象的应用
学习目标 核心提炼
1.了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特性。
1个概念——静电平衡
2个应用——尖端放电和静电屏蔽
2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。
一、静电平衡状态下的导体的电场
1.静电感应现象：把导体放入电场，导体内部的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。
2.静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场强度等于0，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
3.静电平衡状态的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。 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，电荷只分布在导体的外表面。
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)越大、凹陷的位置几乎没有电荷。
三、尖端放电和静电屏蔽
尖端放电 静电屏蔽
原理 导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异号离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷 当金属外壳达到静电平衡时，壳内没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响
应用或
防止 应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。防止：高压设备中导体的表面尽量平缓会减少电能的损失 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
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。(×)
高中物理选修3-1知识复习提纲：第一章_静电场(人教版)
高中物理选修3-1知识点总结：第一章静电场（人教版）
第一章：静电场
静电场是非常重要的一部分内容，包含的知识点也是比较的难以理解，重点在于电荷的守恒定律、库仑定律、电势能的理解、电场强度与电势差，难点在于电势与电势差的有关问题以及带电粒子在电场中的运动。
考试的要求：
Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：电荷守恒定律、静电现象、点电荷的场强、电势、电势差、常用电容器电荷与电容的关系。
要求Ⅱ：库仑定律、电势能、电势差与电场强度的关系、带电粒子在均匀电场中的运动等内容。
知识构建：
新知归纳：
一、电荷间的相互作用：
●电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引，两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
●库仑定律：在真空中两个点电荷间的作用力大小为F=kQ1Q2/r2
静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。
二、电场强度：
●定义式：
E=F/q，该式适用于任何电场，E与F、q无关只取决于电场本身，E的方向规定为正点电荷受到电场力的方向。
①场强ε与电场线的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的方向与场强ε的大小无直接关系。
②场强的合成：场强ε是矢量，求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。
③电场力：F=qE，F与q、E都有关。
●决定式： ①E=kQ/r2，仅适用于在真空中点电荷Q形成的电场，E的大小与Q成正比，与r2成反比。
②E=U/d，仅适用于匀强电场。
三、电势能：
●电场力做功的特点：电场力对移动电荷做功与路径无关，只与始末位的电势差有关，Wab=qUab
●判断电势能变化的方法：