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靜電平衡狀態下導體特點與應用教學設計教案
在教學工作者實際的教學活動中，很有必要精心設計一份教學設計，教學設計是一個系統設計并實現學習目標的過程，它遵循學習效果最優的原則嗎，是課件開發質量高低的關鍵所在。那要怎么寫好教學設計呢？下面是小編為大家整理的靜電平衡狀態下導體特點與應用教學設計教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
以靜電平衡狀態下的導體為命題點的考題時現于高考卷面，充分表明當今高考已無熱點，然而該類命題以其背景的抽象性、知識的綜合性，始終是考生應考的難點。
高考對靜電平衡內容的命題考查主要集中于對導體達到靜電平衡的動態過程的分析以及對靜電平衡導體特點的把握與運用、命題綜合性強，背景抽象，常以填空與選擇題型呈現于卷面，能考查學生的抽象思維能力及嚴密的邏輯推理能力，有較高的區分度、預計在“3+X“的理綜測試中仍有可能再現。
一、靜電平衡導體的特點
孤立的帶電導體和處于感應電場中的感應導體，當達到靜電平衡時，具有以下特點：
1、導體內部的場強處處為零，E內=0、沒有電場線。
2、整個導體是等勢體，導體表面是等勢面,但導體表面的場強并不一定相同。
3、導體外部電場線與導體表面垂直，表面場強不一定為零。
4、對孤立導體，凈電荷分布在外表面上，并且電荷的分布與表面的曲率有關，曲率大的地方電荷分布密。
二、用導線連接不同靜電平衡導體或同一導體不同部位時，判斷電流方向的方法
1、判斷有無電流要看導線兩連接點有無電勢差，判斷電流流向要看兩點電勢高低（電流總是由高電勢點流向低電勢點）。
2、一般思路：首先要明確哪個導體是場源電荷，哪個導體是電場中的導體、其次，判明兩不同導體或同一導體不同部位的兩點間電勢的高低，最后確定有無電流產生及電流的流向。
圖11-4
［例1］如圖11-4所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q，一表面絕緣的帶電的小球（可視為質點且不影響Q的電場），從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運動到右端，在該運動過程中
A、小球做勻速直線運動
B、小球做先減速，后加速運動
C、小球的電勢能保持不變
D、電場力對小球所做的功為零
命題意圖：考查對靜電平衡導體特點的理解與應用能力、B級要求。
錯解分析：由于受思維定勢的影響，誤選B，沒有充分考慮到導體的放入、由于靜電感應而導致空間電場的變化因素，思維片面化。
解題方法與技巧：水平放置的金屬板處于點電荷Q的電場中而達到靜電平衡狀態，是一個等勢體，其表面處電場線處處與表面垂直，故帶電小球（表面絕緣，電量不變）在導體表面滑動時，電場力不做功，故小球做勻速直線運動，所以A、C、D選項正確。
圖11-5
［例2］如圖11-5所示，絕緣導體A帶正電，導體不帶電，由于靜電感應，使導體B的M端帶上負電，而N端則帶等量的正電荷。
（1）用導線連接M、N，導線中有無電流流過？
（2）若將M、N分別用導線與大地相連，導線中有無電流流過？方向如何？
命題意圖：考查對靜電平衡特點及電流產生條件的理解能力、B級要求。
錯解分析：對電流形成的條件理解不深刻，誤認為將M、N兩點相連會進行電中和現象，有電流通過。
解題方法與技巧：A為帶正電的場源電荷，由正電荷即形成的電場的電勢分布可知：UA＞UB＞U地，其中，B是電場中處于靜電平衡的導體、UM=UN=UB、當用導線在不同位置間連接時，電流定由高電勢流向低電勢，而在電勢相等的兩點間連接時，則導線中無電流通過、所以：
（1）因為UM=UN，故導線中無電流、
（2）因為UM=UN=UB＞U地，所以無論用導線將M還是N與大地相連，電流均由導體B流向大地。
難點磁場
圖11-1
1、一金屬球，原來不帶電，現沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電細桿MN，如圖11-1所示，金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a,b,c三點的場強大小分別為Ea,Eb,Ec,三者相比
A、Ea最大
B、Eb最大
C、Ec最大
D、Ea=Eb=Ec
圖11-3
2、在正電荷附近有兩個絕緣導體M、N，由于靜電感應發生了如圖11-2的電荷分布，當用導線將a、b兩點聯接起來時，導線中是否有電流流過，如果有電流，電流的方向是怎樣的？
圖11—2
3、如圖11-3所示，面積足夠大的、板間距離為d的兩平行金屬板豎直放置，與直流電壓為U的電源連接，板間放一半徑為R（2R＜d）的絕緣金屬球殼，C、D是球殼水平直徑上的兩點，則以下說法正確的是：
A、由于靜電感應，球殼上C、D兩點電勢差為
B、由于靜電感應，球殼中心O點場強為零
C、用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶正電
D、用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶負電
4、如圖11-6中，實心金屬球A半徑為R，帶電量為Q，點電荷B帶電量為q、B與A球間的距離為r。
當B不存在而只有A存在且達到靜電平衡狀態時，電荷Q在球心O處的電場強度等于________、當點電荷B也同時存在并達到靜電平衡時，球心O處的電場強度等于________，金屬球上的電荷在球心O處產生的場強的大小等于________。
5、如圖11-7所示，A、B為兩個大小不等的導體球殼（RA＞RB），分別有正電荷q與2q。
（1）球殼B與A接觸一下后，將B放進A球殼內與內表面接觸，則A的帶電情況是________，B的帶電情況是________。
（2）球殼B與A接觸一下后，將B球殼放進A球殼內，使A瞬間接地，再將B與A的內表面接觸，則A的帶電情況是________；B球帶電情況是________。
圖11-7
圖11-6
6、如圖11-8所示，將一不帶電的空腔導體A的內壁與一外殼接地的靜電計相連，又將另一個帶正電的導體B向A移動，最后B與A接觸，此過程中靜電計指針將會：
A、B與A未接觸時指針不張開，接觸時變大
B、指針一直不張開
C、B與A未接觸時指針不張開，接觸時變小
D、B與A靠近時指針張開，接觸時張角最大
7、如圖11-9所示，兩個相同的空心金屬球M和N，M帶-Q電荷，N不帶電，旁邊各放一個不帶電的金屬球P和R（M、N相距很遠，互不影響），當將帶正電Q的小球分別放入M和N的空腔時：
A、P、R上均出現感應電荷
B、P、R上均沒有感應電荷
C、P上有感應電荷，而R上沒有感應電荷
圖11-8
D、P上沒有感應電荷，而R上有感應電荷
圖11-9
8、如圖11-10所示，一個帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開一小孔，有兩只帶正電的金屬球B、C，用金屬導線連接，讓B球置于球殼A內的空腔中，與內表面接觸后又提起，C球放置在A球殼外，待靜電平衡后正確的判斷是：
A、B、C兩球都不帶電
B、B球不帶電，C球帶電（正電）
C、讓C球接地后，B球不帶電（帶負電）
D、讓C球接地后，A球殼空腔內的場強為零
圖11-10
圖11-11
9、如圖11-11所示，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EA，在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EB，當A、B同時存在時，根據場強疊加原理，P點的場強大小應為：
A、EB
B、EA+EB
C、｜EA-EB｜
D、以上說法都不對
參考答案：
1、C
2、有電流通過，方向是a→d
3、BD
4、0；0；k
5、（1）外表面帶電3q；不帶電
（2）不帶電；不帶電
6、D
7、D
8、B
9、D
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