2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-1 1.4电场中的导体（教案 学案 课件 共3份）

第4节　电场中的导体 学习目标 核心提炼 1.知道电场强度的叠加原理。 1个原理———场强叠加原理 2个概念———静电平衡和静电屏蔽 1个应用———静电屏蔽的应用 2.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。 3.理解静电平衡时，静电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零。 4.知道静电屏蔽及其应用。 一、场强叠加原理 如果有几个点电荷同时存在，根据场强的定义和库仑力的叠加性，可知电场中任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电场强度的矢量和，这个结论叫做场强叠加原理。 二、静电平衡和静电屏蔽 1.静电平衡：导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡。 特点：(1)导体内部场强处处为零。(2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。(3)净电荷只分布在导体的外表面上。 2.静电屏蔽：处于静电平衡状态的中空导体壳，内部场强处处为零，导体外壳使它内部不受外部电场影响的现象。 应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外面包有一层金属丝网套，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等，都是利用静电屏蔽消除外电场的影响。 　场强的叠加原理 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [要点归纳]　 1.场强叠加的适用条件：场强的叠加原理不仅适用于几个点电荷的电场叠加，也适用于匀强电场和非匀强电场的叠加，都遵从平行四边形定则。 2.某点场强的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。场强的叠加遵循平行四边形定则，如图2甲所示。 图2 3.均匀带电球周围的场强：均匀带电球体(或球壳)外各点的电场强度：E＝k，式中r是球心到该点的距离(r?R)，Q为整个球体(或球壳)所带的电荷量，如图2乙所示。 4.两等量点电荷的电场的场强 比较项目 等量同种点电荷 等量异种点电荷 电场线 图示 沿连线 方向 先减小后增大，方向沿连线，O处为零 先减小后增大，O处最小不为零，方向沿连线由正指向负 由O沿中 垂线向外 先增大后减小，方向沿中垂线向外或向内 逐渐减小，O处值最大，方向平行于连线指向负电荷一侧 连线和中 垂线上关 于O点对 称的两点 等大、反向 等大、同向 [精典示例] [例1] 如图3所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则： 图3 (1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ (2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？ (3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？ 解析　分别求＋Q和－Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强。 (1) 如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B。A、B两点电荷在O点产生的电场强度大小EA＝EB＝＝。 (2)O点的场强为EO＝EA＋EB＝，方向由A→B。 (3)如图乙所示，EA′＝EB′＝，由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的场强EO′＝EA′＝EB′＝，方向平行于AB向右。 答案　(1)，方向由A→B　，方向由A→B (2)，方向由A→B　(3)，方向平行于AB向右 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。　　　　　　 　对静电平衡的理解 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [要点归纳]　 1.静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，金属中的自由电荷在静电力作用下定向移动，导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小。当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止。 2.对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡 ... ...