高二物理静电现象应用.doc

.页眉.. 页脚. 第七节、静电现象的应用教学设计主备教师:杨维君一、【内容与解析】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, ,是外加电场 E 0 与感应电荷产生的电场 E′相互叠加的结果,即 E 0+E′=0(E′与E 0 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。二、【教学目标与解析】教学目标了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象;理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点;了解静电屏蔽现象及其应用。着重理解静电场中静电平衡状态下导体的特性,即其电荷分布、电场分布、电势等。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, ,是外加电场 E 0 与感应电荷产生的电场 E′相互叠加的结果,即 E 0+E′=0( E′与 E 0 大小相等, 方向相反)。三、【问题诊断分析】在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是内部场强处处为零,产生这一问题的原因是没有理解感应电场。要解决这一问题,就要从电荷的移动出发,其中关键是合场强为零。四、【教学支持条件分析】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 E 0 的静电场中,导体内自由电子便受到与场强 E 0 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。.. 页脚. 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E 0 向的场强 E', 在导体内任一点的场强可表示为E 内=E 0 +E ′。因附加电场 E′与外电场 E 0 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 E 0, 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, ,是外加电场 E 0 与感应电荷产生的电场 E′相互叠加的结果,即E 0+E′=0(E′与E 0 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