
目标:
1.认识静电感应现象,理解导体达到静电平衡的状态;能用原子结构模型和电荷守恒知识分析静电现象。
2.对实验观察分析,表达观点,并能够自己尝试从现象分析原理,得出结论和规律,初步形成科学探究的思维方法,体验发现的乐趣和自己得出规律的成就感,提高物理学习的兴趣
重难点:
静电平衡的概念;静电平衡的特点
【回顾导入】
1.什么是静电感应?在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象

用感应起电器让金属球带电,靠近验电器后,验电器的金属铂张开夹角。

侧面:

原理图:

【思考】上述实验中,在外电场作用下,为什么金属导体左侧显负电?
:金属导体内部是金属原子构成,由金属的原子核和饶核运动的核外电子构成,这些核外电子中有部分能够挣脱原子核束缚移动的电子叫自由电子。自由电子在外电场作用下定向移动到左边,使左边带负电,右边失去电子而显正电。
2.什么是静电平衡?电荷在电场中受到力的作用发生定向移动,当电荷不再发生定向移动时的状态就叫静电平衡的状态。
【提问】静电平衡状态下,电荷是如何分布的呢?
【实验】1.取两个验电器,一个验电器上面装空心封闭金属筒,右边带电,左边不带电。
2,用带绝缘柄的金属球“搬运”电荷
(1),将金属球接触金属筒外表面,然后再与左边验电器的金属球接触,反复操作几次,观察现象
(2),将金属球接触金属筒内表面,再与左边验电器的金属球接触,反复操作几次,观察现象

【现象】(1)左验电器的金属箔张开一定角度(2)左验电器的金属箔闭合
【分析】静电平衡时,金属导体外表面带电,内表面不带电。
【结论】金属内部的感应电场与外部的电场抵消,大小相等,方向相反时,即静电平衡的状态,此时,金属内部的电荷不再移动。表现为,净电荷只分布在导体外表面,内表面没有净电荷。
(仍然有电荷,只是没有净电荷)
【反证法】假设静电平衡时,导体内部仍存在净电荷,净电荷应该在电场作用下移动,因此相互矛盾,即,静电平衡时,导体内部不存在净电荷。
【演示实验】

提问:当用带正电的小球靠近验电器的金属小球时,验电器的金属箔张开夹角。
这是由于静电感应引起的。
之后将金属网罩在验电器上方,发现此时金属箔不再张开夹角?这是为什么呢?
根据静电平衡的原理,学生尝试解释现象:
静电平衡时,金属网内部没有净电荷,导体内部电场处处为0,因此外电场对内部的金属导体便不再起静电感应作用。
像这样的现象就叫做静电屏蔽。即导体的外壳对处在其内部的导体起“保护”作用,使内部导体不再受到外电场的影响。
应用:高压带电工作者的保护服,精细的工作元件的静电屏蔽。