第一章 静电场 第4节 电场中的导体

第 1 页第一章 静电场 第 4 节 电场中的导体【教学目标】1.知识与技能（1）了解静电平衡状态，能应用场强叠加的原理解释静电平衡状态。（2）了解静电屏蔽现象及其应用（3）通过观察演示实验及对实验现象的分析，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2.过程与方法：进一步理解比值定义法3.情感态度价值观：培养学以致用的观念【教学重点】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【教学难点】运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因【教学方法】实验探究，讨论，讲授【课时安排】2 课时【教学过程】复习导入：回顾以下问题：（1）电场强弱如何描述？（2）回顾电场强度的相关知识点。新课教学：提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由试探电荷所受电场力具有的叠加性（静电力叠加原理），分析出电场的叠加原理。【板书】一、电场强度的叠加原理：电场中某点的场强等于该点周围各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。有了场强叠加原理，如果电荷的分布已知，就可以根据点电荷的场强公式，求出电场中各点的电场强度。如上节课等量同种电荷和等量异种电荷的场强分布特点，注意要关注连线和中垂线上的分布特点。电场具有可叠加性，就是电场这种特殊物质与平常所说的实体物质的一个重要区别。即几个电场可以同时占据同一个空间。【课堂例题】P21-22两个相距很近的等量异种点电荷组成的系统叫做电偶极子。如图所示，P 为电偶极子延长线上距中点 O 为 r 的点，求 P 点处的电场强度。过渡：回顾以下问题：（1）电场的重要性质是什么？对放入其中的电荷有力的作用。第 2 页（2）导体的重要特征（或说导体导电的原因）是什么？导体内部有大量自由电子。（3）什么是静电感应现象？为什么会出现静电感应？静电感应就是导体在其他带电体的作用下，其中的自由电子发生定向移动，使两端出现不同的电荷分布的现象。引导学生用刚学的“电场”概念替代场源电荷。导体在电场中时，导体上的自由电子受电场力作用发生定向移动使两端出现不同的电荷分布。看课本 P22 页第 2 段。【板书】二、静电平衡：导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。【板书】特征 1：导体内部处处（合）场强为零。（强调是合场强，而非原电场强度和感应电场强度）【板书】特征2：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。（可采用反证法，若导体内部有电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，自由电子将发生定向移动，导体还没有处于静电平衡状态。）如果导体是中空的，当它达到静电平衡时，内部也将没有电场。这样，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。【板书】三、静电屏蔽：中空导体的内部不受外部电场影响的现象称为静电屏蔽。展示视频法拉第笼实验。看课本 P22 页倒数第 2 段。静电屏蔽不但可以使金属壳内部不受外部电场的影响，还可以通过用金属壳接地的方法隔离内部带电体对外界的影响。看课本 P22-23 页。许多电子仪器外面都套着金属罩，通讯电缆外面包着一层铅皮，它们都是用来防止外电场的干扰而起屏蔽作用的。大家还能举出哪些生活中静电屏蔽的现象呢？或者可以第 3 页在哪些地方应用或要防止静电屏蔽的产生呢？【课堂例题】长 L 的不带电导体杆放于点电荷+Q（距杆左端为 r）附近达到静电平衡后，求：杆中点的电场强度及杆上感应电荷在该点产生的电场强度。（解：如图，因为杆处于静电平衡状态，故该点场强 E=0；由+Q 产生的电场强度和感应电荷电场合成。E QE 感 =E=0，所以 2/）（感 LRKQE）【课后作业】课本 P23 页 14，P24 页 16。其中 P23 页 1、3；P24 页 5、6 做在科作业纸上。【教学反思】1.这一节的内容，在历届高考中都有体现，所以对于这块知识原则是讲清基础知识，不追求深难偏。2.学生对电场强度大小，方向的判断，导体内部外部的区别存在问题，准备在作业纸上让他们逐步解决问题。