第4节电场中的导体
知识目标
1、认识静电感应,知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。
2、知道静电平衡状态;理解静电平衡的特点,导体内部的场强处处为零,电荷只分布在导体的外表面上;
3、知道静电屏蔽现象及其应用。
重点难点
1.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,这是本节的重点。
2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因,这是本节的难点,同时也是本章的难点。
导学过程
1、导体的重要特征是什么,为什么它可以导电?
2、当我们把导体放入电场中,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?引导学生分析.
3、静电感应现象:在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现,这种现象叫静电感应现象.当外电场撤掉,导体两端电荷又中和,可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零.
导体中(包括表面)状态,叫做静电平衡状态.
特征:导体内部场强为.在这个特征基础上进行推论,可得静电场中导体的特点.
4、处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零.而且处于静电平衡状态的导体,电荷只能分布在导体外表面上.这是为什么呢?
请学生思考,自己看书,并思考为甚么躲在笼子里的人没有被强大的电流击伤?
总结
巩固练习
1.用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a(图1),然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是[]
A.a带正电,b带负电
B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电
D.a、b均带负电
E.a、b均不带电
2.在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B,下列实验方法中能使验电器箔片张开的是[]
A.用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B.用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C.用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触
D.使验电器A靠近B
3.在一个导体球壳内放一个电量为+Q的点电荷,用Ep表示球壳外任一点的场强,则[]
A.当+Q在球壳中央时,Ep=0
B.不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
C.只有当+Q在球心且球壳接地时,Ep=0
D.只要球壳接地,不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
4.一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正点荷,其电场分布是图2中的哪一个[]
5.一带正电的绝缘金属球壳A,顶部开孔,有两只带正电的金属球B、C用金属导线连接,让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图3位置,C球放A球壳外离A球较远,待静电平衡后,正确的说法是[]
A.B、C球都带电
B.B球不带电,C球带电
C.让C球接地后,B球带负电
D.C球接地后,A球壳空腔中场强为零
6.如图4所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下叙说法正确的是[]
A.A、B两点场强相等,且都为零
B.A、B两点的场强不相等
D.当电键K闭合时,电子从大地沿导线向导体移动.
二、填空题
7.如图5所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置.用手接触B端,移去手指再移去Q,AB带何种电荷______.若手的接触点改在A端,情况又如何______.
8.有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6C的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6C的负电荷.若把B球跟A球的内壁相接触,如图6所示,则B球上电量为______C,A球上电量为_______C,分布在_______.
9.图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C.在下列情况中,判断A、B两球的带电情况:
(1)A、B接触后分开,再移去C,则A________,B______;
(2)A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,则A________,B_______;
(3)A、B接触,用手指接触A,先移去C后再移去手指,则A_______,B_______.
10.如图8,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_____方向____.
11.长为L的导体棒原来不带电,将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图9所示,当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于__________.
答案
一、选择题
1.C
2.BCD
3.D
4.B
5.BC
6.AD
二、填空题
7.负、负
8.0,2×10-6,A的外表面
9.(1)正、负(2)负、负(3)不带电、不带电
10.12kQ/L2,沿AB连线指向B
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。怎么才能让教案写的更加全面呢?考虑到您的需要,小编特地编辑了“电场和电流”,仅供参考,欢迎大家阅读。
第一章电场电流复习学案
【电荷】
⑴自然界中只存在两种电荷,
⑶使物体带电的方法:
摩擦起电:电荷(电子)从一个物体
静电感应:电荷(电子)从物体的一部分
【电荷守恒定律】
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和。这就是电荷守恒定律。
【元电荷】
⑴电荷的多少叫电荷量。
⑵在国际单位制中,电荷量的单位是,简称,符号为。
⑶最小的电荷量就是所带的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与电子相同,但符号相反。
⑷人们把最小的电荷量叫做。用e表示。所有带电体的电荷量或等于e,或是e的。电荷量是不能连续变化的物理量。e=1.6×10-19C
巩固练习
1.下列说法正确的是()
A.摩擦起电和静电感应都是使物体的正负电荷分开,而总电荷量并未变化
B.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了毛皮上
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷
D.物体不带电,表明物体中没有电荷
2.带电微粒所带电量不可能是下列值中的()
A.2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.8×10-17C
【库仑定律】
⑴真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的成正比,与它们的的二次方成反比,作用力的方向在它们的。这个规律叫库仑定律。电荷间的这种相互作用叫做静电力或。
⑵点电荷:是一种理想化的物理模型。当带电体的形状、及电荷分布状况对静电力的影响可以忽略时,带电体可看成点电荷。
⑶公式:,式中k=9×109Nm2/C为静电力常量。
巩固练习
3.关于点电荷的说法,正确的是()
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C.点电荷一定是电量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
4.A、B两个点电荷之间的距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将()
A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.不能确定
5.两个金属小球带有等量同种电荷q(可视为点电荷),当这两个球相距为5r时,它们之间相互作用的静电力的大小为:()
A.B.C.D.条件不足,无法判断
【电场】
带电体周围存在着一种物质,这种物质叫电场,电场是客观存在的物质,电场的基本性质是对放在其中的电荷有______________,电荷间的相互作用就是通过________发生的。
【电场强度】
⑴定义:放在电场中某点的_____所受电场力F跟它的______的比值
⑵公式:________,由公式可知,场强的单位为________
⑶场强既有________,又有________,是____量。
方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的________的方向相同。
【电场线】
⑴电场线是画在电场中有方向的假想出来的曲线(或直线),电场线上每点的表示该点的电场强度方向,即电场方向。
⑵电场线特点:
①电场线从正电荷(或无限远处)出发,终止于无限远处(或负电荷);
②电场线在电场中;
③电场线的_______反映电场的强弱,即电场线越密,电场______。
⑶匀强电场:
如果电场中各点的电场强度的大小______,方向______,这个电场就叫做匀强电场。
⑷几种常见电场的电场线:
巩固练习
6.下列说法错误的是()
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B.电场是一种物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它周围的电荷有力的作用
D.电荷只有通过接触才能产生力的作用
7.电场强度的定义式E=F/q,下列说法正确的是()
A.该定义式只适用于点电荷形成的电场
B.F是试探电荷所受到的力,q是产生电场电荷的电荷量
C.电场强度的方向与F的方向相同
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比
8.某电场的电场线如右下图所示,则某点电荷A和B所受电场力的大小关系是()
A.FAFBB.FAFB
C.FA=FBD.电荷正负不明无法判断
9.关于电场线的说法,错误的是()
A.沿着电场线的方向电场强度越来越小
B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交
C.电场线是人们假设的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在
D.电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远
【放电现象】
生活中常见的放电现象:__________________、__________________。
【雷电和避雷】
避雷针利用_____________原理来避雷的,当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的_________会通过______放电,逐渐______云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
【电容器】
⑴电容器是___________的装置,__________是最早出现的电容器。
⑵平行板电容器:两个正对的靠得很近的______________间夹有一层绝缘材料,就构成了平行板电容器,而这层绝缘材料称为电介质。
⑶充电:把电容器的两个极板分别与电源的正负极相连,两极板就带上了______________的电荷,从而把电荷储存在极板上。
⑷放电:把已充电的电容器与用电器相连构成回路,电容器就失去电荷。
【电容器的电容】
⑴电容器的电容是用来表示电容器储存电荷的多少,国际单位是______,简称____,符号_____。常用单位:_____(μF)、______(pF)。
1F=____________μF=___________pF
⑵电容器极板的正对面积越大,极板间的距离越近,电容器的电容就越大。此外极板间电介质也会影响电容器的电容。
巩固练习
10.下列有关生活中的静电,哪些是有利的__________________,哪些是有害的_________.
①静电除尘②静电喷涂③静电复印④雷雨天高大树木下避雨
⑤飞机轮胎用导电橡胶制成⑥电视荧屏上常有一层灰尘
11.为了防止静电危害,下列措施错误的是()
A.油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C.在地毯中夹杂不锈钢纤维
D.尽可能保持印染厂空气干燥
12.下列那位科学家发现尖端放电现象()
A.丹麦物理学家奥斯特B.英国物理学家法拉第
C.美国科学家富兰克林D.法国物理学家库仑
13.电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要的原因()
A.灰尘的自然堆积
B.玻璃具有较强的吸附灰尘的能力
C.电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘
D.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘
【电流】
(1)电流的概念:电荷的形成电流。
(2)电流产生条件:导体两端有电压。
(3)电流的方向:规定为电流的方向。在金属导体中,电流的方向与相反。
(4)电流——描述电流强弱的物理量。定义:通过导线某横截面的电荷量与所用时间的比值。公式:,单位:简称,符号,常用单位和。单位换算关系:1A=mA=μA
【电源和电动势】
(5)电动势是用来描述电源本身性质的物理量。符号E,单位伏特。
电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
巩固练习
14.下列说法正确的是()
A.金属导体导电,只有自由电子作定向移动
B.电解液导电,只有正离子作定向移动
C.气体导电,一定只有正离子作定向移动
D.气体导电,正、负离子和自由电子都作定向移动
15.关于电流强度正确的是()
A.根据I=q/t可知I与q成正比
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面积的电量相等,则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向,电流强度是标量
D.电流强度的单位“安培”不是国际单位制
16.在示波管中,电子枪2秒内发射了6×1013个电子,则示波管中电流强度的大小为()
A.4.8×10-6AB.3×10-13A
C.9.6×10-6AD.3×10-6A
【电阻与电流的热效应】
焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方,导体的电阻、通过的时间成正比。公式:______________
热功率:电热器在单位时间内消耗的电能。表达式:______________
巩固练习
17.从白炽电灯上标有“220V、100W”的数据中,我们可以确定()
A.该电灯额定电压为220V,额定功率为100W
B.给电灯加上220V电压,通过它的电流强度一定为5/11安
C.该电灯的电阻为48.4欧姆
D.该电灯在电路中发光时,它实际消耗的电功率可能不是100W
18.某电阻两端电压为2伏特时,通过它的电流强度是0.25安培,它的阻值是___欧姆。如果这个电阻两端电压为1.6伏特时,它的阻值是____欧姆,这时通过它的电流强度是__安培。
19.在某段电路中,每通过5库仑电量时,电流所做的功为3焦耳,则这段电路两端的电压为__伏特。
20.一只断灯丝的灯泡,摇接灯丝后使用,要比原来亮一些,这是因为灯丝的()
A.电阻变小B.电阻增大C.电阻率减小D.电阻率增大
俗话说,凡事预则立,不预则废。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容具体要怎样写呢?小编收集并整理了“高二物理教案:《电场中的导体》教学设计”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
高二物理教案:《电场中的导体》教学设计
教学目标
知识目标
1、认识静电感应,知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。
2、知道静电平衡状态;理解静电平衡的特点,导体内部的场强处处为零,电荷只分布在导体的外表面上;
3、知道静电屏蔽现象及其应用。
能力目标
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。
情感目标
通过对实验的观察和推理,培养学生科学的研究方法,以及严谨认真的学习态度
教学建议
重点难点分析
一、基本知识点
1、静电感应现象。
1、静电平衡现象:导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态,叫做静电平衡。
2、静电平衡状态的特点:
(1)处于静电平衡的导体,内部的场强处处为零;
(2)处于静电平衡的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
3、静电屏蔽现象:处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,这样,导体壳就可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
二、重点难点
1.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,这是本节的重点。
2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因,这是本节的难点,同时也是本章的难点。
教学建议
1、在教学中要明确:我们研究静电平衡状态、导体静电平衡时的特点,是通过理论分析得到的.这就要求在讲解时,首先以电场的基本性质为基础,调动学生的积极性,师生共同活动,使得学生清楚的知道推理过程,以及结论和结论的由来,达到发展学生思维想象能力的目的.
2、在教材中,讲解了一些验证性实验,使分析和推理得出的结论能够通过实验得到验证,巩固学生对理论的理解.教师在实验前可以让学生思考实验的理论基础,另外可以借助媒体再现使学生对实验过程、现象更好的掌握.
3、关于演示实验的建议:
实验前做好实验的准备,如:应用法拉第圆筒演示静电平衡导体,其内部应确定无净余电荷.
在为学生讲解时注意强调实验的目的,不要让学生死记硬背实验的结论,可以通过习题加深对结论的理解.
教学设计示例
一、教学用具
金属网罩(一个),验电器(两个),法拉第圆筒,验电球,起电机.枕形导体(可以分开)、带有绝缘支架的金属球一个,放映机,投影仪,幻灯片.
二、教学过程
主要教学过程
(一)复习提问,引入新课
1、问题1:导体的重要特征是什么,为什么它可以导电?
(对于这个问题,教师可以让学生进行思考)
教师讲解:我们知道电场的重要性质就是对放入其中的电荷有力的作用,这节课我们要学习的就是电场对放入其中的导体的作用.(展示如下图片)
教师继续展示图片,同时讲解导体之所以能够导电是因为导体内部有大量自由电荷(关于该点可以让学生简单回答)
2、问题2:当我们把导体放入电场中,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?引导学生分析.
教师总结: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.
二、新课内容:
1、演示实验视频(内容参考视频资料),最好教师演示实验.需要注意的问题可以参考教学建议.
教师总结:
静电感应现象:在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷,这种现象叫静电感应现象.当外电场撤掉,导体两端电荷又中和,可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零.
教师出示图片并讲解:将不带电的导体置于电场中时,导体那自由电荷受力,发生定向移动,从而重新分布.重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场,阻碍电荷定向移动,该电场与外电场叠加,使导体内部的电场减弱,只要内部场强不为零,导体两面的正负电荷便继续增加,导体的内部电场就会继续削弱,直至导体内部的合场强都等于零的时候为止,这时导体内自由电子不再发生定向移动.
导体中(包括表面)没有电荷的定向移动的状态,叫做静电平衡状态.
教师总结:
①静电平衡状态:导体上处处无电荷定向移动的状态.
②特征:导体内部处处场强为零.在这个特征基础上进行推论,可得静电场中导体的特点.
2、教师强调:处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零.而且处于静电平衡状态的导体,电荷只能分布在导体外表面上.这是为什么呢?为了验证这一点,可采用反证法,若导体内部有净电荷,电荷周围有电场,那么导体内部电场强度将不为零,电荷将发生定向移动.
演示实验2:演示多媒体课件“法拉第圆筒实验”,如图所示(条件允许,教师可以课堂现场演示).
3、用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽:
(1)演示视频资料:静电屏蔽
(2)出示法拉第笼的图片
(3)演示静电屏蔽的课件(以上媒体资料参考“多媒体资料”)
请学生思考,自己看书,并思考为甚么躲在笼子里的人没有被强大的电流击伤?
4、教师总结并强调.
共同讨论书上101页的“思考与讨论”
5、布置课后作业
一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以更好的帮助学生们打好基础,让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“高考物理第一轮总复习电场中的导体电容器教案32”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
电场中的导体、电容器文章来源:http://m.jab88.com/j/45471.html
更多