学案9 静电现象的应用
[目标定位] 1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.
一、静电平衡状态下导体的电场
[问题设计] 如图1所示,把一个不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷.请思考下列问题:
图1
(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动的方向如何?
(2)自由电子能否一直定向移动?为什么?
答案 (1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动.
(2)不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止.
[要点提炼]
1.静电平衡:金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动.在导体的两个面上将出现正负电荷的现象.
2.导体两面出现的正负电荷在导体内部产生的电场E′与E0的方向相反,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于0时,导体内的自由电子不再发生定向移动,导体达到了静电平衡状态.
(1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为0.
(2)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面.
二、导体上电荷的分布
[问题设计]
1.当导体处于静电平衡时,电荷在导体上如何分布?内部是否还有电荷?