静电平衡的物理教案
时间：2022-04-17 02:11:00
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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
*
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
*
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.A球带正电，B球带负电
B.A球带正电，B球不带电
C.A球不带电，B球带负电
D.以上说法都不正确
*
例3：长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小，方向。
(四)小结
1、静电平衡状态下导体有什么特点?
2、静电屏蔽有哪几种情况?有哪些应用?
布置作业
教后记
1、教材并没有安排这一节的内容，但在历届高考中都有体现，所以对于这块知识原则是讲清基础知识，不追求深难偏。
学生对电场强度大小，方向的判断，导体内部外部的区别存在问题，准备在作业纸上让他们逐步解决问题。