9.4静电的防止与利用 习题课件 (共45张PPT) -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(课件网) 第九章 静电场及其应用 第4节　静电的防止与利用 内容索引 学习目标 活动方案 检测反馈 学 习 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. 理解导体达到静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部的电场强度处处为0. 3. 知道导体达到静电平衡时，导体上的电荷分布特点及尖端放电原理；知道静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象． 活 动 方 案 1. 在无外电场的情况下，不带电的金属导体中的自由电子是怎样运动的？ 【答案】 金属导体中的自由电子做无规则的热运动． 活动一：知道静电感应产生的原因，理解静电平衡 2. 如图所示，将一不带电的金属导体置于场强为E0的电场中． (1) 自由电子受力如何？电子将聚集于何处？试在图甲中标出导体AB、CD两侧面的电性． 甲　　　　　　　　 乙 【答案】 自由电子受库仑力作用方向向左；电子将聚集于导体的左侧；AB、CD两侧面的电性如图甲所示． (2) 由于电子的堆积，导体内部将会产生一附加电场E，在图乙中标出E的方向． 【答案】 E的方向如图乙所示． (3) 由于导体内原电场E0与附加电场E叠加，使得导体内电场逐渐减弱，最终导体内部场强如何？ 【答案】 由于导体内原电场E0与附加电场E叠加，使得导体内电场逐渐减弱，但是只要导体内部的电场不为0，自由电子就会继续做定向移动，导体两侧面的正负电荷就会继续增加，导体内部的电场就会进一步削弱，直到导体内部各点的合电场等于0为止．于是导体内的自由电子不再发生定向移动，导体达到静电平衡状态． (4) 什么是静电平衡状态？处于静电平衡状态的导体，有什么特征？ 【答案】 自由电子不再发生定向移动．导体内部的电场强度处处为0. 3. 如图所示，长为l的导体棒不带电，现将一电荷量为＋q的点电荷置于棒左端R处，当导体棒达到静电平衡时： (1) ＋q在导体棒中点P处产生的场强是多大？方向如何？ (2) 导体棒中点P处的合场强是多大？ 【答案】 水平导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在中点P处产生的场强大小与点电荷＋q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，即棒内中点处的合场强大小为零． (3) 棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强是多大？方向如何？ 如图所示，静电利用与防护是生活中常见的现象． 活动二：了解生产生活中对静电的利用与防护 1. 尖端放电 阅读教材“尖端放电”部分，思考并回答下列问题： (1) 什么叫空气的电离？ 【答案】 空气中气体分子在强电场作用下正、负电荷分离的现象，叫作空气的电离． (2) 尖端放电的形成原因是什么？ 【答案】 导体尖端部分电荷密度大，电场强，空气中被电离的与尖端电荷相反的带电粒子由于被吸引奔向尖端从而与尖端上电荷中和，这相当于导体尖端失去电荷，这个现象叫作尖端放电． (3) 试举例说明尖端放电在生活中的应用． 【答案】 避雷针、电子打火尖端等． 2. 静电屏蔽 (1) 如图所示，导体达到静电平衡状态时，内部场强是多大？若挖去导体内部的虚线部分，则虚线内部的场强是多大？外部电场对导体内部有无影响？ 【答案】 导体达到静电平衡状态时，内部场强为0；若挖去导体内部的虚线部分，则虚线内部的场强处处为0；外部电场对导体内部没有影响． (2) 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属球靠近金属网，则(　　) A. 箔片先张开后闭合 B. 金属网罩内部电场强度的方向与带电金属球产生的电场反向 C. 若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，箔片不张开 D. 若移去金属网，带电金属球靠近验电器的金属球A，A将带负电 【答案】 D 【解析】 验电器被金属网罩起来，处于静电屏蔽状态，电荷分布在外表面，故箔片不张开，且处于静电屏蔽的导体内部场强处处为0，A ... ...