13.4 静电屏蔽

nullnull §13.4 静 电 屏 蔽 一、教学目标一、教学目标1. 知识目标： （1）了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象； （2）理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点； （3）了解静电屏蔽现象。 2. 能力目标： 通过观察演示实验及对实验现象的，引导学生运用 所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。 3. 德育目标： 物理学是以实验为基础的一门学科，通过物理实验得到 物理规律，这是进行物理研究的重要方法 。回首页上一页下一页结 束返 回二、教学重点、难点二、教学重点、难点重点：静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布等，这是重点。 难点：运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因，这是难点。回首页上一页下一页结 束返 回三、教学过程 三、教学过程 1．电场的重要性质是什么？ 答：对放入其中的电荷有力的作用。 2．导体的重要特征（或说导体导电的原因）是什么？ 答：导体内部有大量自由电荷。 3．把导体放入电场中，导体上的自由电荷处于电场中 将受电场力作用，这时的导体与无电场时的导体相 比有什么不同特征？ 答：如图,若是金属导体，自由电子在电场力作用下 将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布， 从 而引起导体的某些新的性质。回首页上一页下一页结 束返 回【复习提问】三、教学过程 三、教学过程 回首页上一页下一页结 束返 回<一>【静电感应现象】点击下图观看实验三、教学过程 三、教学过程 放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。 <一>．静电感应现象回首页上一页下一页结 束返 回感应电荷：静电感应现象中，导体不 同部分出现的净电荷。1、静电平衡状态 1、静电平衡状态 (1)．处于电场中导体的静电感应过程回首页上一页下一页结 束返 回三、教学过程 演示1 导体中（包括面）没有电荷定向运动的状态叫静电平衡状态。演示2三、教学过程 ①．处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零． ②．静电平衡状态时的导体，电荷只分布在导体的外 表面上 ，导体的内部不可能存在有电荷．回首页上一页下一页结 束返 回（2）、静电平衡状态下导体的特性：演示1演示2这个特性可以用法拉第圆筒实验来验证．三、教学过程 三、教学过程 ④处于静电平衡状态导体是个等势体，导体表面是等 势面，沿导体表面移动电荷，电场力与表面切向垂 直，电场力做功为零。 所以  电势差为零，表面是等势面。 内部处处E=0，任两点间移动电荷，电场力为零，任 两点等势，所以是等势体。回首页上一页下一页结 束返 回③处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向 与该点表面垂直。可用反证法证明，若不垂直， 沿表面有切向分量，电荷将发生定向移动。 ⑤处于静电平衡状态的导体其表面的电荷分布规律为尖 端附近电荷分布较多，凹进部分电荷分布较少．三、教学过程 演示<二>、静电屏蔽<二>、静电屏蔽1．静电屏蔽：导体壳或金属网罩（无论接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽． 2．解释：处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，将导体挖空，变成一个导体壳，壳内的场强仍处处为零，金属网罩可以起到导体壳的作用，所以能使导体壳内或金属网罩内的区域不受外部电场的影响．回首页上一页下一页结 束返 回演示1演示4演示2演示3三、教学过程 三、教学过程 3．静电屏蔽的应用 　（1）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰． 　（2）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业．回首页上一页下一页结 束返 回三、教学过程 例题精讲、巩固提高 例题精讲、巩固提高 ◆若此时断开C与地的连线， B、C端带什么 电荷？ 整个导体净余什么电荷？ ◆若B端接地，整个导体净余什么电荷？1．如图所示，A带正电，若导体C端接地，问B、C端各带什么电荷？回首页上一页下一页结 束返 回（负电荷）（负电荷）（ B 端带负电荷，C 端无净电荷）（B端负电荷，C端无电荷）例题精讲、巩固提高 例题精讲、巩固提高 解：因为杆处于静电平衡状态，故Ea=0 a点场强由+Q产生的电场强度和感应电荷电场 合成。 所以: EQ＋E感＝Ea＝0 2．导体杆放于点电荷+Q附近达到静 电平衡后 ，求杆中距Q为r的一点 a的电场强度及杆上感应电荷在a 点产生的电场强度。回首页上一页下一页结 束返 回a思考:回首页上一页下一页结 束返 回思考:思考1:点击看题思考2:思考:回首页上一页下一页结 束返 回思考:思考3:小 结：小 结：1．静电平衡状态：导体中（包括表面）没有电荷 定向运动的状态。 基本特征：处于静电平衡状态的导体，内部场强处 处为零；电荷只分布在导体的外表面。 注意：这里的“场强”，指的是合场强。 2.静电屏蔽：导体壳或金属网罩可以把外部电场遮 住，使其内部不受外电场的影响．回首页上一页下一页结 束返 回