1.3.2专题：静电平衡

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