静电现象的应用.docx

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静电现象的应用

互助二中生本课堂物理导学案

教学内容

静电现象的应用

课时

1课时

学校审核

课型

新授课

年级

高二

时间

9.11

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，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。

过程与方法

通过分析静电平衡状态的分析过程，让学生掌握静电平衡问题的分析方法

情感态度·价值观

经过静电现象的应用和防止，让学生知道任何事物都有其两面性，从而形成正确的科学关。

重点

静电平衡状态

难点

电场中导体的特点

第1学时总课时

教学要点：

学案

导案

随笔

新知初探（前置业）

创设情景

将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，见课本P24图1．7-1,分析讨论：

1金属导体的微观结构如何？

2自由电子怎样移动？

3自由电子会在什么地方积聚？

4电子的积聚会出现怎样的结果？

5最终会出现怎样的现象？

建构新知

一、静电平衡状态下导体的电场：

1、静电平衡条：

___________________________________

2、导体达到静电平衡特点：

①电场：

___________________________________

②电势：

_________________________________

学

习

导

航

[引入]

自由电子处在电场中必将受到电场对其力的作用，即静电力。

生活中存在很多与静电场有关的现象，透过现象把握现象的本质是我们认识自然，了解自然地关键。

学后疑惑

1、电场强度处处为0的空间里任意两点间的电势差为0，则电势如何？

2．什么是静电感应现象？

3．静电感应现象的实质是什么？

解难释疑

发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E附与原电场方向相反，当E附增到与原电场等大时，（即E附与E外），合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平平衡状态。

注意：

这没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

小组合作

（一）静电现象

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）电场中的导体静电平衡：

（1）金属导体的特征：

由做热运动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成。

（三）静电感应现象：

（3）问题：

1.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？

2．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？

3．静电屏蔽后金属导体内部有电场吗？

适时点拨

导体接地时其电势与大地电势相等，即电势为零。

在金属导体中，只有自由电子可在静电力作用下发生移动，金属中的正离子是很难发生移动的。

要点探究

一．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。

二．静电平衡状态下导体的特点

（1）内部场强处处为零（若不为0，则自由电子将继续移动直至合场强为0）。

（2）导体中没有自由电荷定向移动。

（3）净电荷分布在导体外表面。

实验证明：

法拉第圆筒实验。

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：

若内部有净电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态。

（4）导体表面附近的电场线与表面垂直。

（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。

三、静电屏蔽：

处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零，导体壳（或金属网罩）能把外电场“遮住”，使导体内部区域不受外部电场的影响，这种现象就是静电屏蔽。

静电屏蔽不是金属网把外电场挡在了罩外面，而是外电场的金属网上感应电荷的电场在罩内合场强为零。

寻规探法

把金属导体放在外电场

中，由于导体内的自由电子受电场力作用定向移动，使得导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场作用下重新分布的现象叫做静电感应。

（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）．由带电粒子在电场中受力去分析。

静电感应可从两个角度来理解：

根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；

也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动．

学习检测（跟踪训练）

【例1】如图1-7-1所示中的A是置于一绝缘支架上的带正电的金属球，B是放在A附近的绝缘枕形金属导体，当发生静电感应现象达到稳定状态时，B的左端出现负电荷，右端出现正电荷。

若用导体将B的左端接地后，立即切断接地导线并移开金属球A，这时枕形导体B带什么性质的电荷？

例2】长为

的导体棒原来不带电，现将一电荷量为

的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图1-7-2所示，O点为棒内的中点，达到静电平衡后，求：

（1）O点的场强；

（2）点电荷

在O点处产生的场强的大小和方向；

（3）感应电荷在0点处产生的场强的大小和方向。

思维启迪

挑战自我（作业）

抄题

总结激励

第2学时总课时

教学要点：

学案

导案

随笔

新知初探（前置业）

完成训练卷13、14、15，并分小组展示解析过程。

归纳解析当中存在疑惑和问题

学习导航

[引入]

检查训练卷完成情况引入新课

小组合作

[自学指导]

知识探究

（一）

1（1998年全国卷）宇航员站在某一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球。

经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。

若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为

L。

已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G。

求该星球的质量M。

知识探究

（二）

5.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点。

众多的恒星组成不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，如图7－12所示，两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起。

已知双星质量分别为m1、m2，它们间的距离始终为L，引力常量为G，求：

（1） 双星旋转的中心O到m1的距离；

（2） 双星的转动周期

适时点拨

（3）计算天体的质量和密度

1利用自身表面的重力加速度：

2、利用环绕天体的公转：

等等

（注：

结合得到中心天体的密度）

要点探究

寻规探法

经验总结———“天上”：

万有引力提供向心力

“地上”：

万有引力近似等于重力

学习检测（跟踪训练）

【例4】两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。

现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。

思维启迪

双星：

两者质量分别为m1、m2，两者相距L

特点：

距离不变，向心力相等，角速度相等，周期相等。

双星轨道半径之比：

双星的线速度之比：

挑战自我（作业）

抄题

总结激励

第3学时总课时

教学要点：

学案

导案

随笔

新知初探（前置业）

学习导航

[引入]

学后疑惑

[疑惑一]

[疑惑二]

解难释疑

小组合作

[自学指导]

知识探究

（一）

知识探究

（二）

知识探究（三）

适时点拨

要点探究

寻规探法

学习检测（跟踪训练）

思维启迪

挑战自我（作业）

总结激励

第3学时总课时

教学要点：

学案

导案

随笔

新知初探（前置业）

学习导航

[引入]

学后疑惑

[疑惑一]

[疑惑二]

解难释疑

小组合作

[自学指导]

知识探究

（一）

知识探究

（二）

知识探究（三）

适时点拨

要点探究

寻规探法

学习检测（跟踪训练）

思维启迪

挑战自我（作业）

总结激励