高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用导学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用导学案，共3页。学案主要包含了静电平衡的特点，解决问题等内容，欢迎下载使用。
理解静电感应现象,知道静电平衡条件；
理解静电屏蔽
重点难点
重点：静电现象的应用
难点：静电感应现象的解释
知识梳理
一、静电平衡的特点
1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。
二、解决问题
1、火花放电和接地放电；
2、火花放电是指物体上积累了电荷，且放电时出现火花的放电现象；接地放电是指为了防止物体上过量积累电荷，而用导体与大地连接，把电荷接入大地进行时时放电的现象；
3、尖端放电的原理：物体表面带电密集的地方—尖端，电场强度大，会把空气分子“撕裂”，变为离子，从而导电；
4、可以应用到避雷针上；避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端”与“圆端”之争；
5、静电除尘，静电复印，静电喷漆；
6、静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电；
例题精讲
例1.在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，用EP表示球壳外任一点P的场强，则( )
A．当＋Q在球壳中央时，EP＝0
B．不论＋Q在球壳内何处，EP一定为零
C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，才有EP＝0
D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，均有EP＝0
解析 ＋Q在球壳内任何位置，只会影响球壳内的负电荷分布；球壳外部带正电荷，会使外部场强不为零，所以A、B错．而球壳接地会使外部电荷导入大地，所以外部场强才会为零，故C也错，选D.
答案 D
例2.如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)．
解析：画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线)，如图所示．导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反．
答案：见解析
当堂练习
1．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )
A．导体内部没有电场
B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面
C．导体内部没有电荷的运动
D．以上说法均不正确
答案：ABC
2.有一绝缘空心金属球A，带有4×10－6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10－6C的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，则B球上的带电荷量为________C，A球上的带电荷量为________C，电荷分布在________．
解析：B跟A相接触后，它们成为一个导体，所有电荷都将分布在导体的外表面．在A的外表面，部分正电荷与所有负电荷发生中和现象，未被中和的正电荷仍分布在A的外表面．
答案：0 ＋2×10－6 A的外表面
3.如图所示，带电导体A处于静电平衡状态，电势为φ＝200 V．M、N是A表面上的两点，电场强度EM＝4 EN.今把一电量为q＝5×10－8C的正电荷分别由M点、N点移到无限远处，求电场力做的功．
解析：由静电平衡导体的特点得：
φM＝φN＝φ＝200 V
移到无限远处电场力做功：
WM＝WN＝qU＝q(φ－0)＝5×10－8×200 J
＝1.0×10－5 J.
答案：均为1.0×10－5 J