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☆ 2019-2020年新課標(biāo)人教版3-1選修三1.7《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》WORD教案1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、知道什么是靜電平衡狀態(tài)，什么是尖端放電和靜電屏蔽。 2、理解處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點。 3、通過分析研究問題培養(yǎng)科學(xué)探究的素質(zhì)。 4、體會物理知識在實際中的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)： a）體會教材中的實驗 課前自學(xué) 【基礎(chǔ)知識自學(xué)】 一、 復(fù)習(xí) 導(dǎo)體中的自由電荷是 ，靜電感應(yīng)的實質(zhì)是在電場的作用下電子發(fā)生 的過程。如圖1所示，將呈電中性狀態(tài)的金屬導(dǎo)體放入場強為E0的靜電場中，導(dǎo)體內(nèi)自由電子便受到與場強E0方向 的電場力作用，自由電子要向電場的反方向作定向移動，（a）所示，并在導(dǎo)體的一個側(cè)面集結(jié)，使AB端出現(xiàn) 電荷，而CD端剩余等量的正電荷圖（b）所示。在電場中的導(dǎo)體沿著電場強度方向兩個端面出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。產(chǎn)生的電荷為感應(yīng)電荷。 二、 靜電平衡 如圖1，電場E0方向為 ，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生電場E′，我們稱為感應(yīng)電場。電場E′與E0方向 ，兩個電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場 ，只要電子做定向移動，導(dǎo)體兩端的電荷就 ，電場E′也要隨之 ，導(dǎo)體內(nèi)部的合電場就要繼續(xù) ，直到導(dǎo)體內(nèi)部的合場強 ，導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動。導(dǎo)體就達到了 。 三、 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點 1.處于靜電平衡狀態(tài)時，導(dǎo)體內(nèi)部場強處處 。 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的 垂直。 3.處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個 ，，它的表面是個 。 4.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部 電荷，電荷只分布在 。 5.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，表面電荷的分布規(guī)律為越尖銳的位置，電荷的密度 ，凹陷的位置 。 四、尖端放電 1.空氣電離 導(dǎo)體簡短的電荷密度 ，附近的電場 ，空氣中殘留的 在強電場的作用下發(fā)生 ，把空氣中的氣體分子撞散，也就是使分子中的 ，這種現(xiàn)象叫空氣的電離。 2.尖端放電 尖端附近空氣被電離后，中性的分子變成帶負(fù)電的 和失去電子而帶正電的 。這些粒子在強電場的作用下 ，撞擊空氣中的 ，使它們進一步 ，產(chǎn)生更多的 。那些 與導(dǎo)體尖端的電荷符號 的粒子，由于被 而奔向尖端，與尖端上的電荷 ，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端 ，這個現(xiàn)象叫尖端放電。 3.應(yīng)用 是利用尖端放電避免 的一種設(shè)施，它是一個或幾個尖銳的 ，安裝在建筑物的 ，用 與埋在地下的 連接，保持與大地的良好接觸。 圖2 4.避免 尖端放電會導(dǎo)致高壓設(shè)備上 ，所以高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)盡量 。夜間高壓線周圍有時會出現(xiàn)一層 ，俗稱 ，這是一種微弱的尖端放電。 五、靜電屏蔽 1.定義 如圖2所示帶正電物體靠近一個 導(dǎo)體球殼，使球殼的內(nèi)表面帶 電， 外表面帶 電，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的 場強處處為 ，也就是說無論導(dǎo)體 的外部電場是什么樣的，導(dǎo)體內(nèi)部都不會有電場。 導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩可以把 遮住，使其 不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽 2.靜電屏蔽實驗的驗證 教材P27的實驗中，通過什么方法來驗證處于靜電平衡狀態(tài)的金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場是否存在？ 3.靜電屏蔽的應(yīng)用 ①電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的一層鉛皮，可以防止外電場的干擾。②電力工人高壓帶電作業(yè)，防護服是用金屬絲線做成的，可以對人體起到靜電屏蔽作用。 【基本規(guī)律自學(xué)】 靜電平衡下導(dǎo)體的特點 【自學(xué)質(zhì)疑感悟】 把不理解的知識點寫在下面 課上助學(xué) 【自學(xué)學(xué)情反饋】 小組合作檢查學(xué)案完成情況。 【能力提升助學(xué)】 一、 靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點 1. 靜電平衡時存在三個電場：外電場E0、感應(yīng)電場E′、合電場E。 三者關(guān)系：導(dǎo)體內(nèi)部E0與E′大小 ，方向 。合電場E=0 圖3 練習(xí) 長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，將一 帶電量為q的點電荷放在距棒左端R處，如圖3 所示，求當(dāng)達到靜電平衡后棒上感應(yīng)的電荷在棒內(nèi) 中點處產(chǎn)生的場強的大小 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，為什么其外表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面垂直？ 3.實驗研究靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的電荷 閱讀教材，敘述實驗過程 導(dǎo)體內(nèi)部和外部帶電情況通過什么來判斷？ 4.解釋說明尖銳部分電荷分布 二、靜電屏蔽的兩種情況 1. 金屬殼內(nèi)部不受外部影響 實驗1如圖4：①（a）圖，使帶電的金屬球靠近驗電器，由于靜電感應(yīng)，驗電器的箔片張開，這表示驗電器受到了外電場的影響。 ②（b）圖，如果事先用金屬網(wǎng)罩把驗電器罩住，驗電器的箔片就不張開，即使把驗電器和金屬網(wǎng)罩連接起來，箔片也不張開。這表明金屬網(wǎng)罩能把外電場擋住，使罩內(nèi)不受外電場的影響。 2. 接地得封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場對外部沒影響。 如圖5所示①如一封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部空間某點有一點電荷+q。由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷。其電場線如（a）所示， ②當(dāng)把導(dǎo)體殼接地后，+q在殼內(nèi)的電場對殼外空問就沒有影響了，如（b）所示。 請解釋這一現(xiàn)象？ 【能力強化助學(xué)】 小組成員陳述自己學(xué)習(xí)過程中的疑惑，小組之間討論解決辦法。 課后補學(xué) 【能力拓展補學(xué)】 1.一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷，其電場分布是中的哪一個 ( ) 圖6 2.如圖6所示，把一個架在絕緣支架上的枕 形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中，導(dǎo)體處于靜 電平衡時，下敘說法正確的是 ( ) A．A、B兩點場強相等，且都為零 B．A、B兩點的場強不相等 C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加場強大小｜EA︱〉｜EB︱ D．當(dāng)電鍵K閉合時，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動． 圖7 3.如圖7，在真空中有兩個點電荷A和B， 電量分別為－Q和＋2Q，它們相距L， 如果在兩點電荷連線的中點O有一個半 徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心 位于O點，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點 處的場強大小________ 方向_________． 【能力建構(gòu)補學(xué)】 教師指導(dǎo)建構(gòu) 請根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容列出本節(jié)課的結(jié)構(gòu)提綱。 學(xué)生自主建構(gòu) 自主學(xué)習(xí)下列知識點總結(jié)