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第1页第一章静电场返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1第七节静电现象的应用教材知识梳理教材拓展提升典例分析课后跟踪演练考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-11.知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征．2．知道处于静电平衡状态的导体上电荷的分布规律．3．了解尖端放电现象．4．理解静电屏蔽现象的形成原因，及其在技术上的应用.课标解读考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1教材知识梳理考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1知识点一静电平衡状态下导体的电场1．静电感应现象．(1)金属导体的微观结构．金属导体内有自由电子和金属阳离子，电子和金属阳离子带电荷量相等，电性相反，所以呈中性．自由电子在整块金属中做无规则的热运动，金属阳离子只能在自身平衡位置附近做无规则振动，如图所示，⊕表示金属阳离子，·表示电子．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(2)静电感应现象．将不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体中的自由电子在电场力作用下逆着电场线方向定向移动，使导体一侧聚集负电荷，而导体一端聚集等量的正电荷，这种现象叫做静电感应现象．如图考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-12．静电平衡状态．(1)在电场中受静电感应的导体，电荷重新分布，出现感应电场．感应电场将阻碍电荷的重新分布，这样最终放入电场中的导体内部没有电荷定向移动时，则达到一种平衡状态，这种状态称为静电平衡状态．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(2)静电平衡状态的导体的特点．①处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，内部场强为外界电场和感应电场的矢量和，当达到静电平衡时，外界电场和感应电场处处等大反向，叠加的结果是处处为零．②达到静电平衡的导体是一个等势体，导体上各点电势相等，表面是等势面．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1③处于静电平衡的导体，感应电荷分布在导体的外表面，内部没有净电荷．④处于静电平衡的导体，电场线与表面垂直，即导体表面任何一点的场强方向跟该处表面垂直．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1知识点二尖端放电1．导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中的气体“撞”散，也就是使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-12．空气中所带的电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这就相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫尖端放电．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-13．应用与防止(1)应用：避雷针就是利用尖端放电避免雷击的一种设施，当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，避雷针的金属棒出现与云层相反的电荷，通过尖端放电，这些电荷不断地向大地释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(2)防止：尖端放电会导致高压设备上能的损失，所以高压设备中导体的表面应该尽量的光滑．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1知识点三静电屏蔽1．静电屏蔽，当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响的现象．2．静电屏蔽的应用：电学仪器外面金属壳；野外高压线上方还有两条导线，它们与大地相通，形成一个稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1说明①静电屏蔽的本质是静电感应，其理论依据是导体静电平衡，导体内部场强处处为零．②实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用．③金属网罩或金属壳只能屏蔽外来电场，但不能挡住内部电荷向外激发电场.考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1教材拓展提升考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1一、解决静电平衡问题的方法1．解静电平衡问题可根据静电平衡状态下导体的特征，即导体内部场强为零、导体是等势体、导体表面是等势面、导体表面场强方向垂直于导体表面、导体所带电荷分布在导体外表面等进行分析．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-12．静电平衡状态下导体带电的分析方法：在处理具体问题时，往往感到不能灵活运用，可以用“远近观”及“整体观”的观点来处理这类问题．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(1)“远近观”是指：处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分因感应电荷较少，可认为无感应电荷产生，如图①所示．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(2)“整体观”是指：当两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况，如有些问题所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体．不要认为导体内部没有电荷，用导线连接带电体内部时，小球Q就不带电．其实连接后就已成为一个整体，故小球通过导线得到了电荷，如图②所示．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1说明依据电场线的方向和电势高低，判断导体中电荷受力和电荷移动方向，从而进一步求静电平衡问题．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1二、静电屏蔽如图，将一个带正电的小球A用绝缘细线悬挂放入一个不带电的空心金属球壳内．现用一个带正电小球B靠近金属球壳，发现球A并不发生偏移，为什么呢？考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1因为B电荷形成电场，金属球壳处于B的电场中而达到静电平衡状态，即球壳内部场强处处为零，而A在球壳内，所处位置的合场强为零，故A不动，这种现象叫做静电屏蔽．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1静电屏蔽的两种情况：(1)利用金属壳或金属网封闭一定区域，使该区域不受外界电场影响．如图①，球壳内场强为零，E＝0.考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1(2)接地导体空腔外部不受内部电场影响，如图②所示E＝0.当空腔接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场已消失，对外起到屏蔽作用．静电屏蔽在实际生产和生活中经常利用，我们使用的一些电子设备都要用金属外壳就是要起到屏蔽作用．有些设备的外壳需要接地，除了安全因素外，有的要产生电场影响其他的元件，所以接地后，仪器本身产生的电场就被屏蔽了．考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1典例分析考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1一、静电感应、静电平衡状态例1如图所示，带正电小球A靠近不带电的金属导体B，由于静电感应导体B的左端出现负电荷，右端出现正电荷，下列说法，正确的是()考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1A．用手摸一下B的左端，B将带正电B．用手摸一下B的右端，B将带正电C．用手摸一下B的中部，B将不带电D．用手摸一下B的任何部分，B都将带负电考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1解析达到静电平衡的导体在靠近源电荷的一端出现异种电荷，远离源电荷的一端出现与源电荷同种性质的电荷，无论用手触摸B的哪一部分．B与人体及地球形成一个大的导体，B离源电荷近，将出现与源电荷电性相反的电荷，地球的另一面距源电荷远，将出现与源电荷同种性质的电荷，所以无论触摸B的什么位置，触摸时将使B带上与源电荷电性相反的电荷即负电荷，所以手离开后，导体B将带负电，故D选项正确．答案D考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1名师点拨本例为一典型的感应起电实例，首先应确定产生电场的带电体的电性，明确感应导体的远端和近端，不论导体的哪一端接地，大地和导体组成一个新的“导体”即大地总是远端，然后根据远同近异，确定各端感应电荷的电性.考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1巩固练习1如图所示，带负电的小球C靠近不带电的导体AB的A端，由于静电感应，导体A端出现正电荷，B端出现负电荷，关于导体AB感应起电的说法正确的是()考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1A．用手接触一下导体的A端，导体将带负电B．用手接触一下导体AB的正中部位，导体仍不带电C．用手接触一下导体AB的任何部位，导体将带正电D．用手接触一下导体AB后，只要将带电小球不移走，AB不可能带电考源教学资源网页第一章·第七节返回导航名师一号·高中同步学习方略·新课标版·物理·选修3-1解析因无穷远处和大地的电势为零，因此带负电的小球所形成的电场中某一点的电势均小于零．由于导体AB是一等势体并且低于大地的电势(也可以画出电荷－Q产生电场的电场线方向来