1、1.7 静电现象的应用人教新课标版高二选修3-1思考思考（1）金属导体的微观结构如何？金属导体的微观结构如何？将金属导体放入电场中将金属导体放入电场中（2 2）自由电子怎样移动？）自由电子怎样移动？（5）最终会出现怎样的现象？最终会出现怎样的现象？E（4）电子的积聚会出现怎样的结果？电子的积聚会出现怎样的结果？（3）自由电子会在什么地方积聚？自由电子会在什么地方积聚？-E置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。置于电场中的导体，自由电荷受电场力作用，将发生定向移动。一、静电平衡状态下导体的电场一、静电平衡状态下导体的电场 -E在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。在导体
2、两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。-E感应电荷在导体内部产生电场感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场叠加。只要，与原电场叠加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。内部合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。E -E当内部合场强为零时，即当内部合场强为零时，即E=E时，电荷不再时，电荷不再发生定向移动。发生定向移动。E=E EE内内=0静电平衡状态下导体的电场静电平衡状态下导体的电场u导体内部场强处处为零导体内部场强处处为零u导体是等势体导体是等势体,表面为等势面表面为等势面u导体外部表面附近场强方向导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直与该点的表面垂直若不为零会若不为
3、零会出现何现象出现何现象?若不垂直若不垂直会出现何会出现何现象现象?O静电平衡状态静电平衡状态为什么为什么会如此会如此?1 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。2 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、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。势面。3 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本质是：导体表面对于一孤立的带电导体，内部场强为零的本质是：导体表面所带全部电荷在内部任一处产生的电场强度的矢量和为零。所带全
4、部电荷在内部任一处产生的电场强度的矢量和为零。静电平衡的特点（小结）静电平衡的特点（小结）二、导体上电荷的分布二、导体上电荷的分布研究静电平衡时导体内部的电荷研究静电平衡时导体内部的电荷u现象现象:甲甲:A:A的箔片张角逐渐增大的箔片张角逐渐增大乙乙:A:A的箔片始终没有张开的箔片始终没有张开u结论结论:导体内部没有电荷导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面电荷分布在导体的外表面导体表面越尖锐的位置电荷越密集导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎凹陷的位置几乎没有电荷没有电荷为什么为什么?为什么为什么?法拉第圆筒实验法拉第圆筒实验均匀球形导体均匀球形导体1 1、导体内没有电荷、导体内
5、没有电荷,电荷只分布在导体的表面。电荷只分布在导体的表面。2 2、在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。、在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。导体上电荷的分布小结导体上电荷的分布小结 1 1空气的电离空气的电离 强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。2 2尖端放电尖端放电 在强电场作用下，物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。在强电场作用下，物体尖端部分发生的一种放电现象称为尖端放电。在强电场作用下，物体曲率大的地方在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处弯曲很厉害处
6、)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放电为电晕被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象三、尖端放电三、尖端放电尖端放电尖端放电导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端周围电场强尖端周围电场强空气中残留带电粒子剧烈运动空气中残留带电粒子剧烈运动空气电离空气电离正负电荷奔向异种电荷正负电荷奔向异种电荷尖端失去电荷尖端失去电荷尖端放电尖端放电应用应用:避雷针避雷针闪电防护闪电防护 雷鸣电
7、闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则则 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情直接击中，所以人长得高还是一件非常痛苦的事情 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电跨步电压压”造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电
8、流通过的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害人体使人受伤害 第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶体附近，不可手持金属体高举头顶 第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会减少遭遇雷的机会闪电防护四、静电屏蔽四、静电屏蔽 1 1静电屏蔽静电屏蔽 （1 1）空腔导体的特点）空腔导体的特点空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电空腔导体能把
9、外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。场的影响。（2 2）静电屏蔽）静电屏蔽导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。的织物制成的。两位英国科学家08年在伦敦进行一次危险的电力学表演。其中一名科学家将把另一位科学家关进一个铁笼子里，然后用数百万伏
10、特的电流对其进行电击。鉴于表演的危险性，两名科学家事先都买好了价值1200万英镑的保险。如图所示在真空中把一绝缘导体如图所示在真空中把一绝缘导体ABAB向带负电的小球向带负电的小球P P缓慢的靠近时，下列说法正确缓慢的靠近时，下列说法正确的是（的是（）A A、B B端的感应电荷越来越多端的感应电荷越来越多B B、导体内部场强越来越大、导体内部场强越来越大C C、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M点产生的场强大于在点产生的场强大于在N N点产生的的场强点产生的的场强D D、导体的感应电荷在、导体的感应电荷在M M、N N两点产生的的场强相等两点产生的的场强相等MBANP 长为长为L L的导
11、体棒原来不带电，现将一电荷量为的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q+q的点电荷放在与的点电荷放在与棒的左端距离为棒的左端距离为R R的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点感应电荷在棒内中点O O处产生的场强有多大？方向如何？处产生的场强有多大？方向如何？RLO O+q答：答：达到静电平衡后导体内部处处场强为零达到静电平衡后导体内部处处场强为零则则 E感感E源源k(R+L/2)2E感方向与感方向与E源方向相反，即指向点电荷源方向相反，即指向点电荷+q.q本节主要学了以下几个问题：本节主要学了以下几个问题：1 1静电平衡状态下导体的电场
12、静电平衡状态下导体的电场 学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件学习了静电平衡、静电平衡状态的概念，知道静电平衡的条件是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点是导体内部的场强处处为零。学习了静电平衡导体的特点 2 2导体上电荷的分布导体上电荷的分布 （1 1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2 2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。3 3尖端放电尖端放电 了解了尖端放电现象及其应用。了解了尖端放电现象及其应用。4 4静电屏蔽静电屏蔽 了解了静电屏蔽现象及其应
13、用。了解了静电屏蔽现象及其应用。一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图175所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比()类型一类型一静电平衡特点的应用静电平衡特点的应用 图175 AEa最大BEb最大 CEc最大 DEaEbEc【思路点拨】电场中的导体静电平衡时合场强为零，感应电荷在导体上的分布无规则，没有合适的公式比较它产生电场的强弱，要抓住合场强为零的特点，转换研究对象求解.【解析】金属球在带电细杆MN的电场中，达到静电平衡后，其内部合场强处处为零.金属球上感应电荷在a、b、c三点产生电场的场强与
14、MN在a、b、c三点产生电场的场强分别等大反向，显然MN在c点产生的电场最强，故选项C正确.【答案】C【思维总结】在分析处于静电平衡状态的导体内部的场强时，一定要区分感应电荷的电场、外电场及合电场，因为感应电荷的电场与外电场等大、反向，导体内部各处的合场强为零.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图177所示，于是有()图图177类型二类型二静电屏蔽现象的分析静电屏蔽现象的分析 AA向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向 BA的位置不变，B向右偏离竖直方向 CA向左偏离竖直方向，B的位置不变 DA和B的位置都不变
15、【解析】考虑B对A的作用时，A处在球壳C内，球壳会对其内的A有屏蔽作用，使A不受B的作用.A球通过静电感应使C的内、外壳分别带负电和正电，从而知道B球受C外壳正电吸引，所以B球往右偏离竖直方向，故B正确.【答案】B【思维总结】根据静电感应，金属空心球C内表面带负电，外表面带正电，故B球将受静电引力而向右偏离竖直方向，C球内表面的负电荷对A球的引力平衡，故A球位置不变.祝同学们学习进步！仅做学习交流，谢谢！仅做学习交流，谢谢！语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，小学有12种版本，初
16、中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音。汉字是生活中经常碰
17、到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论西游记等故事，看得出
18、来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时候，就要了解一些字的
19、写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。
20、我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，小学有12种版本，初中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不
21、再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音。汉字是生活中经常碰到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结
22、构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论西游记等故事，看得出来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，
23、表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时候，就要了解一些字的写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”
