静电现象的应用教学设计.doc

§13.4静电屏蔽教学设计

黎川一中夏丽娟

【教学目标】：

(1)知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态；

(2)理解静电平衡时，净电荷只分布在导体外表且内部场强处处为零；

(3)知道静电屏蔽及其应用。

【教学重点】：静电平衡状态。

【教学难点】：静电感应现象的解释

【教学方法】：推理归纳法、问题解决法、实验法。

【教具准备】：验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、感应起电机、高压起电机、击导线假设干。

【教学过程】：

引入新课：演示带电鸟笼里的鸟安然无恙实验激发学生兴趣

【新课教学】：

创设情景〔实验演示：〕

【提问】将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，见课本P24图1．7-1,分析讨论：

金属导体的微观结构如何？

②自由电子怎样移动？

③自由电子会在什么地方积聚？

④电子的积聚会出现怎样的结果？

⑤最终会出现怎样的现象？

建构新知

一、静电平衡状态：

1静电平衡状态定义：导体(包括外表)中的自由电子不再发生定向移动，这时导体就到达了静电平衡状态。

2．静电平衡状态下导体的特点：

(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。

(2)导体中没有自由电荷定向移动。

〔3〕导体外部外表附近任何一点的场强方向跟该点的外表垂直。

〔4〕整个导体是一个等势体，导体外表是一个等势面。

二、静电屏蔽

1、定义：由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，遮挡了外界电场对它们的影响，这种现象叫做静电屏蔽。

【说一说】你能用刚学的知识解释课前引入的实验吗？

2、两种情况：

①金属内部空间不受外部电场的影响，如图1

假设将源电荷置于空腔内，那么外电场分布如图2。

图1图2图3

②接地的空腔导体内部电场不影响壳外空间，如图3

3、静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面套有金属罩、通信电缆外面包一层铅皮、高压带电作业

三、学以致用：

带电鸟笼中的鸟为什么安然无恙？

四、课堂练习

例1如下图，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强()

A．EA≠0，EB＝0，EC＝0

B．EA≠0，EB≠0，EC＝0

C．EA≠0，EB≠0，EC≠0

D．EA＝0，EB≠0，EC＝0

例2如下图，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，那么A、B带电情况…()

A．A球带正电，B球带负电B．A球带正电，B球不带电

C．A球不带电，B球带负电D．以上说法都不正确

例3：一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场的分布是下列图中的〔〕

拓展：上题中，假设将金属球的外壳接地，

那么其电场的分布是〔〕

五、小结

1．静电平衡状态下导体有什么特点？

2．静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？

六，作业：

1.《优化设计》第151页第3、4题2.《优化设计》第152页第8题