1.3.2专题:静电平衡
【教学三维目标】 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 【重点难点】 静电平衡状态 电场中导体的特点 【教学方法】 推理归纳法、问题解决法、实验法 【教具准备】 验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干
【教学过程】
(一)复习提问 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)新课教学 一、电场中的导体 1、 金属导体的特征: 由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 2、 静电感应现象 + - - + + + -
问题: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? 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? 金属导体内部有电场吗? 答:使空间电场重新分布 源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动 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 4、静电平衡状态下导体的特点: ⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0) ⑵导体中没有自由电荷定向移动 ⑶净电荷分布在导体表面 实验证明:法拉第圆筒实验 ⑷导体表面附近电场线与表面垂直 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:若内部有自由电荷,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态 + - - + + + - 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 二、静电屏蔽 1、 + _ _ _ + + + 空腔导体的特点: 净电荷只分布在外表面,内表面不带电,空腔内没有电场 2、 + 静电屏蔽 +
外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内,则外对内没有影响,但内对外有影响 实验演示:将收音机置于金属网罩内则声音大小减小 +
若将球壳接地,则内外各不影响 3、 应用 电学仪器和电子设备外面套有金属罩 通信电缆版面包一层铅皮 高压带电作业人员穿金属网衣 通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱 (三)巩固练习 + a b c 例1:如图所示,在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷,试分析a、b、c三点的场强: a.ea≠0 ,eb=0 ,ec=0 b.ea≠0 ,eb≠0 ,ec=0 c.ea≠0 ,eb≠0 ,ec≠0 d.ea=0 ,eb≠0 ,ec=0 例2:如图所示,a、b是两个架在绝缘支座上的金属球,都不带电,中间用导线连接,现用一带正电的小球c靠近b,用手摸一下b球,再撤去导线,然后移走c球,则a、b带电情况: a b + c a.a球带正电,b球带负电 共2页,当前第1页12
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