【教学目标】
一、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。
二、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。
三、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】
一、基本知识点
1.静电感应现象。
2.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。
3.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。
4.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，及其电荷分布、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。
三、教法建议
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，使得学生清楚地知道推理过程，以及结论和结论的由来，达到发展学生思维想像能力的目的。
2.在教材中，通过讲解一些验证性实验，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、现象更好地掌握。
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
（一）复习提问，引入新课。
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）。
问题2：当我们把导体放入电场中，导体上的自由电荷因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，导体内自由电荷受力，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，直至导体内部的荷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）出示法拉第圆筒的图片。
（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，并思考为什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。
5.布置课后作业。
【习题精选】
1.将一带电棒慢慢靠近一带负电的验电器时，看到验电器金箔的张角增大，则棒上电荷的电性为。
2.如图所示A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电的金属球C，在下列情况下，A、B两球带电情况如何？
（1）A、B接触后分开，再移去C；
（2）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C；
（3）A、B接触，用手指接触A，先移去C后再移去手指。
3.关于静电感应和静电平衡以下说法正确的是（）
A.静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用结果
B.导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡
C.导体静电平衡时，导体所占空间各处场强均为零
D.导体静电平衡时，导体内部将没有多余的电荷
4.将悬在细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不和球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是（）
A.A球往左偏离竖直方向，B球往右偏离竖直方向
B.A球的位置不变，B球往右偏离竖直方向
C.A球往左偏离竖直方向，B球的位置不变
D.A和B的位置都不变
5、如图所示，A为空心金属球，半径为R，球外正点电荷的电量为Q，到球心O的距离为r，下面哪个选项是感应电荷的电场在球心处的场强大小和方向（）
A.KQR2，背离Q
B.KQr2，背离Q
C.KQr2，指向Q
D.零
【参考答案】
1.负电2.（1）正电，负电（2）负电，负电（3）不带电，不带电3.AD4.B5.C
【典型例题】
一、外加电场时导体表面电荷的分布
如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（）
A.A端金箔张开，B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷
解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布。金箔上带电相斥而张开。选项A错误。
用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合。选项B正确。
用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开。选项C正确。
以上分析看出，选项D正确。
答：B、C、D
二、静电平衡状态
如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。
当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何？
达到静电平衡后，导体内部的场强为零，这是点电荷和棒上感应电荷在棒内产生的场强的矢量和。
设点电荷和棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强分别为E1和E2，
E=E1+E2=0
点电荷在棒内中点处产生的场强E2=kQR+l22，方向沿棒指向背离点电荷。
则感应电荷在棒内中点处产生的场强为E2=-E1=-kQR+122，负号表示E2的方向与E1方向相反，即沿棒指向点电荷。
答：E=kQR+122，方向沿棒指向点电荷
三、金属球壳对电场的屏蔽作用
如图所示，有一定厚度的金属球壳A，在其球心O处放有一个带有电量为＋q的点电荷。
P为球外的一点，它到球心O的距离为L，球壳的半径为R。求P点的场强。
电荷＋q放在球心，由于静电感应，球壳A出现了感应电荷，外表面和内表面分别带上等量的正、负电荷，而且分布均匀，如图所示。
P点的场强应是电荷＋q和感应出的正负电荷产生的场强的矢量和。
由于感应电荷的正、负电量相同，分布又均匀，离P点的距离有远有近，在P点产生的场强叠加的结果为零。
这样，只剩下＋q在P点产生的场强，则EP=kqL2，方向沿O、P连线向外。
答：EP=kqL2，方向沿O、P连线向外，见图。
点评：如果将金属球壳A的外表面接地，P点的场强又如何呢？
这时球壳A外表面的正电荷与大地的自由电子中和，球壳上只剩下内表面的负电荷，则P点的场强应是＋q和负感应电荷产生的场强的矢量和，叠加的结果，P点的场强为零。外表面接地的金属壳将壳内的电荷对外起到屏蔽作用。
四、关于导体内部电场叠加
如图所示，接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，它到球心的距离为r，则该金属球上感应电荷在球心O处产生的场强大小等于（）
A.kQr2-kQR2B.kQr2+kQR2
C.零D.kQr2
解析：置于点电荷Q的电场中的接地导体球，最终将达到静电平衡状态，内部场强处处为零。实际上，金属球内部各点同时存在两个电场：感应电荷的电场；点电荷Q的电场。两电场叠加后合场强为零。即金属球内每一点，感应电荷产生的场强与点电荷在该点的场强大小相等，方向相反。
点电荷在球心O处的场强大小为kQr2，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小为kQr2，所以本题选D。
