第一章第七节静电现象的应用导学案

高中物理选修3-1模块 （新课标·人教版） 导学案 编号： 编写：何伟东 审核： 包科领导： 第7节 静电现象的应用

一、学习目标 1．知道什么是静电平衡，掌握静电平衡的特征。 2．了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。 3．了解尖端放电和静电屏蔽现象。 二、学习重点和难点 1．学习重点：了解静电平衡状态及其特点。 2．学习难点：理解静电平衡特征，认识导体电荷分布特点。 目标展示 预习案

?使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）

1．首先明确“知识必备”中的三个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题。

2．完成时间：20分钟。

?知识必备（你准备好了吗？）

1．电场的重要性质是什么？ 2．什么是静电感应？

?教材助读（问题引领方向！）

1．生活中静电现象有哪些？

2．静电有什么应用？那些地方应防止静电？

3．什么是尖端放电、静电屏蔽？在生活中有什么应用？

1 黑龙江省安达市田家炳高级中学物理组 编制 班级：

小组： 姓名： 使用时间：2012年 月 日 小组或教师评价：

?预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）

1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是（ ）

A．导体内部场强处处为零

B．导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面上

C．导体内部的外场强与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零 D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动 2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（ ） A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入打地 B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷

C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D．以上说法都不对

?我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）

请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。

?知识超市

避雷针

避雷针 - 历史

唐代《炙毂子》一书在记载了这样一件事：汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上，就可以主防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。而早在以前，中国已经有了避雷针，一般以龙头为装饰，龙嘴里有避雷针头。法国旅行家卡勃里欧别·戴马甘兰1688年所著的《中国新事》一书中记有：中国屋脊两头，都有一个仰起的龙头，龙口吐出曲折的金属舌头，伸向天空，舌根连结一根细的铁丝，直通地下。这种奇妙的装置，在发生雷电的时刻就大显神通，若雷电击中了屋宇，电流就会从龙舌沿线睛行至地底，避免雷电击毁建筑物。这说明，中国古代建筑上的如雷装置，在大批量和结构上已和现代避雷针基本相似。 避雷针 - 推广应用

2 师生语录：世界会向那些有目标和远见的人让路!

高中物理选修3-1模块 （新课标·人教版） 导学案 编号： 编写：何伟东 审核： 包科领导： 而避雷针在最初发明与推广应用时，教会曾把它视为不祥之物，说是装上了富兰克林的这种东西，不但不能避雷，反而会引起上帝的震怒而遭到雷击，但是，在费城等地，拒绝安置避雷针的一些高大教堂在大雷雨中相继遭受雷击。而比教堂更高的建筑物由于已装上避雷针，在大雷雨中却安然无恙。由于避雷针已在费城等地初显神威，它立即传到北美各地，随后又传入欧洲。避雷针传入法国后，法国皇家科学院院长诺雷等人开始反对使用避雷针，后来又认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针好。但法国人仍然选用富兰克林的尖头避雷针。据说当时的法国人把富兰克林看作是苏格拉底的化身。富兰克林成了人们崇拜的偶像。他的肖像被人们珍藏在枕头下面，而仿照避雷针式样的尖顶帽成了1778年巴黎最摩登的帽子。避雷针传入英国后，英国人也曾广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。但美国独立战争爆发后，富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎成了将要诞生的美国的象征。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒，曾下令把英国全部后家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头，以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立，这真是避雷针应用史上一件有趣的事情。避雷针的工作原理在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全．

3 黑龙江省安达市田家炳高级中学物理组 编制 班级：

小组： 姓名： 使用时间：2012年 月 日 小组或教师评价：

究 案 探 ?质疑探究（质疑解疑，合作探究）

探究点一：静电平衡状态下导体的电场

问题1.金属导体在电场中自由电子会怎样移动？

问题2.电子的聚集会出现怎样结果？

问题3.电子是否会永远这样运动下去？

问题4.最终出现什么现象？

?规律总结（知识提炼，浓缩精华）

什么是静电平衡？

问题5.静电平衡状态下导体的特点

（1）处于静电平衡状态下导体内部场强

（2）处于静电平衡状态的整个导体是 ，它的表面是 （3）导体外任一点场强方向必与该点的表面 问题6.导体电荷分布特点

（1）导体内部 ，其电荷只分布在 ，凹陷地方几乎 （2）在导体表面，越 ，电荷密度越大，外部场强越强 针对训练：

4

师生语录：世界会向那些有目标和远见的人让路!

高中物理选修3-1模块 （新课标·人教版） 导学案 编号： 编写：何伟东 审核： 包科领导： 1．导体处于静电平衡，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

探究点二：静电平衡的应用

问题7．长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处，且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生场强的大小 ，方向 。

q

·O

?规律总结（知识提炼，浓缩精华）

R L

针对训练：

2．一金属球原来不带电，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，则（ ） A. Ea最大

a b c B. Eb最大

M N C. Ec最大

D. Ea= Eb=Ec

?

?我的收获（反思静悟，体验成功）?

5 黑龙江省安达市田家炳高级中学物理组 编制 班级：

小组： 姓名： 使用时间：2012年 月 日 小组或教师评价：

?随堂检测（有效训练，反馈矫正）

1．人造纤维比棉纤易沾上灰尘，这是因为（ ）

A.人造纤维导电性好，容易沾上灰尘

B.人造纤维导电性好，容易导走静电，留下灰尘 C.人造纤维绝缘性好，不易除掉灰尘

D.人造纤维绝缘性好容易积累静电，吸引灰尘

2．高压供电线路在不断电的情况下进行检修，检修人员必须穿上特制的用金属丝编制的工作服，才能安全作业，这是因为人穿上金属丝衣带电工作时（ ）?A.人体的电势为零，且电场强度为零 B.人体的电势为零，但电场强度不为零

C.人体的电势不为零，且人的电势低于高压线路的电势 D.人体的电势不为零，且人和高压线路的电势相等

3.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷，达到静电平衡后（ ）

A. a端电势比b端电势高 B. b端电势比d点的低

C. a端电势不一定比d点的低 D.杆内c处场强方向由c指向b

a · b d P c 6

师生语录：世界会向那些有目标和远见的人让路!

班级：

小组： 姓名： 使用时间：2012年 月 日 小组或教师评价：

?随堂检测（有效训练，反馈矫正）

1．人造纤维比棉纤易沾上灰尘，这是因为（ ）

A.人造纤维导电性好，容易沾上灰尘

B.人造纤维导电性好，容易导走静电，留下灰尘 C.人造纤维绝缘性好，不易除掉灰尘

D.人造纤维绝缘性好容易积累静电，吸引灰尘

2．高压供电线路在不断电的情况下进行检修，检修人员必须穿上特制的用金属丝编制的工作服，才能安全作业，这是因为人穿上金属丝衣带电工作时（ ）?A.人体的电势为零，且电场强度为零 B.人体的电势为零，但电场强度不为零

C.人体的电势不为零，且人的电势低于高压线路的电势 D.人体的电势不为零，且人和高压线路的电势相等

3.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷，达到静电平衡后（ ）

A. a端电势比b端电势高 B. b端电势比d点的低

C. a端电势不一定比d点的低 D.杆内c处场强方向由c指向b

a · b d P c 6

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