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师梦圆高中物理教材同步教科版选修1-11. 静电现象及其应用下载详情
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教科2003课标版《1.静电现象及其应用》教案优质课下载

知道静电平衡的原理,能用静电平衡原理解决部分习题

2、知道静电屏蔽和静电屏蔽的在生活中的应用

目标解析

导体内部处处场强为零。假设内部场强不为零,那么自由电荷必定受到电场力的作用,在电场力的作用下发生定向移动,说明导体尚未达到静电平衡.导体内部场强为零,是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果,即E0+ E′=0 (E′与E0大小相等,方向相反)。

三、【核心内容】

本节课要学的内容静电感应现象指的是在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷,其核心是导体内部处处场强为零,理解它关键就是要假设内部场强不为零,那么自由电荷必定受到电场力的作用,在电场力的作用下发生定向移动,说明导体尚未达到静电平衡.导体内部场强为零,是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果,即E0+ E′=0 (E′与E0大小相等,方向相反)。教学的重点是内部场强处处为零,解决重点的关键是好好理解感应电场。

【教学支持条件】

Powerpoint flash8.0 会声会影8 等

五、【教学过程】

1. 静电感应现象及静电平衡

(1)现象解释:将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中,导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用,除了做无规则热运动,自由电子还要向电场玩的反方向作定向移动,图1—4一l(a)所示,并在导体的一个侧面集结,使该侧面出现负电荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷图l一4—1(b)所示。在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷,这种现象叫做静电感应。

(2)导体静电平衡条件:E内=0

由于静电感应,在导体两侧出现等量异种电荷,在导体内部形成与场强E0向的场强E',在导体内任一点的场强可表示为E内=E0+E′。

因附加电场E′与外电场E0方向相反,叠加的结果削弱了导体内部的电场,随着导体两侧感应电荷继续增加,附加电场E′增强,合场强E内将逐渐减小。当E内=0时,自由电子的定向运动也停止了。如图1—4—1(c)。

说明:

① 导体静电平衡后内部场强处处为零,是指电场强度E0,与导体两端感应电荷产生的场强E′的合场强为零。

② 金属导体建立静电平衡状态的时间是短暂的。

③ 静电平衡时,电荷在导体表面的分布往往是不均匀的,越是尖锐的地方,电荷分布越密,附近电场强度越大。

(3)导体静电平衡时,有如下特点:

① 导体内部处处场强为零。假设内部场强不为零,那么自由电荷必定受到电场力的作用,在电场力的作用下发生定向移动,说明导体尚未达到静电平衡.导体内部场强为零,是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果,即E0+ E′=0 (E′与E0大小相等,方向相反)。

② 导体表面处场强与表面垂直,假如不是这样,场强就有一个沿导体表面的分量,导体上的自由电荷就会发生定向移动,这就不是平衡状态了。

③ 电荷只分布在导体表面外。因为导体内部的场强处处为零,导体内部就不可能有未被抵消的电荷。假如内部某处有静电荷,在它附近的场强就不可能为零。

2. 静电屏蔽

处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。因此,可以利用金属外壳或者金属网封闭某个区域,使得该区域不受外部电场的影响,这一现象叫做静电屏蔽。

静电屏蔽包括两种情况,但本节微课只讲授其中一种屏蔽内部的情况,目的是降低难度,减轻学生的负担