高中物理_静电现象的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

“静电现象的应用”教学设计

1设计思想

旨在提升学生物理学科核心素养的教学，应坚持不懈地为学生创设现象鲜明的物理情景，让学生从切身体会中建立物理观念，还应为学生提供面对问题、分析问题和解决问题的机会，从而让他们在主动学习与探究中养成行为习惯，发展关键能力。

静电感应是电学内容的一个难点，在静电感应过程中，电荷如何移动，达到静电平衡状态时，正、负电荷如何分布，这些都是学生所难以掌握的。对于静电场中的导体达到静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，带电导体上的净电荷只分布在导体的外表面上，学生往往把它们当作结论硬性记忆，而对于如何用它们来分析问题、解决问题更是不得要领。本教学设计先通过创新静电演示实验和学生实验呈现物理现象，让学生建立直观的感性认识，再引导学生构建物理模型，利用所学的电场知识分析推理现象背后的物理实质，形成物理观念，提高学生科学探究和科学思维的能力。此外，还设计了社会调查作业“调查生活和生产中静电现象应用和防护的实例”，让学生以学习小组的形式收集资料并形成书面报告，学生在完成作业的过程中充分体会到科学·社会·环境的关系，培养科学态度和社会责任感。

2设计方案

2.1教学目标：

（1）物理观念

知道导体的结构特征，会分析并理解导体的静电感应过程，理解导体达到静电平衡状态时的特点。

（2）科学思维

能够结合实验建立静电屏蔽和尖端放电的物理模型，并在老师的引导下利用所学的电场知识做出正确的推理解释。

（3）科学探究

通过观察演示实验、设计并操作学生分组实验，能够体验科学探究的过程，提炼出实验结论，并能用合适的语言将其与同学分享交流。

（4）科学态度与责任

通过观察、查阅资料等方式，收集生活和生产中静电现象的应用及防护实例，撰写研究报告，体会科学·社会·环境的关系。

2.2教具

（1）静电屏蔽演示器材（如图1）：辉光球（魔球）、日光灯管、金属网罩。

（2）导体电荷分布实验器材（如图2）：感应起电机、带有绝缘底座的金属盒（自制教具）、铝箔纸、导线若干。

（3）避雷针演示器材：电子式感应圈、雷电形成及避雷针原理演示仪（自制教具）。

图1 静电屏蔽演示器材图2 导体电荷分布实验器材图3 避雷针演示器材

（4）课件《静电感应及静电平衡过程》

2.3教学过程

教学设计流程图

2.3.1演示实验，导入新课

设计思路：利用鲜明的对比实验现象，让学生带着猜想进入新课，迅速调动起学生的求知热情,提高兴奋点。

演示实验1、打开辉光球（魔球），教师手拿日光灯管靠近辉光球。并邀请学生上台体验上述过程。

学生观察到：日光灯管发光（如图5甲所示）。

教师：是什么魔力让老师徒手点亮日光灯？

学生猜测：……。

结论：是辉光球产生的电场。

演示实验2、用金属网罩罩住日光灯，再次让靠近并接触辉光球。

学生观察到：日光灯管不亮（如图5乙所示）。

教师：为什么用金属网罩罩住日光灯管，灯管就不再发光了？

让学生甲近距离观察触摸网罩。

学生甲：网罩是金属的。

过渡：金属网罩可以阻止辉光球的电场对日光灯管产生影响，说明金属导体放入电场中会有特殊的现象发生，我们就先来研究电场中的导体。

2.3.2建立模型，寻源探究甲乙图5 辉光球演示实验

建立模型：把实验中的实际问题进行模型化处理，用匀强电场代替辉光球产生的非匀强电场；用不带电的金属板代替金属网罩，这样就将复杂的实际问题抽象成物理模型——匀强电场中的导体（如图6所示）。

设计思路：通过设置问题链，引导学生深入思考，逐次递进，追寻静电感应的动态变化过程，逐步得到导体的静电平衡状态。然后利

用推理、反证等方法得到处于静电平衡时导体的三个特点

——导体内部电场的分布、导体上电势的分布以及电荷的分布。在建构概念的过程中，训练学生的分析能力和逻辑思维能力，也让学生真切感受到了物理的思想方法，在潜移默化中逐步形成科学思维，有效培养了学生的物理核心素养。

问题链1（以下问题逐个提出，给学生充分的思考和讨论的时间）：

（1）导体为什么能够导电？

（2）导体中的自由电子会不会受到电场力的作用？

（3）受力后自由电子怎样移动？

（4）定向移动后导体两边电荷怎样分布？

图7静电平衡状态的导体

0 图6

匀强电场中的导体 0

（5）自由电子的这种定向移动是否会一直持续下去？

（6）最终会出现怎样的现象？

结论：最终出现导体内的自由电子不再定向移动，我们把导体内自由电子不再定向移动的状态叫做静电平衡状态，处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为零。

过渡：内部的电场强度处处为零，是导体处于静电平衡状态的条件，也是其重要特点。那么，处于静电平衡状态的导体还有什么其他特点呢？我们来研究下面几个问题。

问题链2

（1）导体内部场强处处为零时，内部还有没有电场线？

（2）导体中任意取两点A、B，两点间的电势差是多少？

（3）导体外表面附近的电场线与导体表面应有什么关系？

（4）导体内部还有没有多余的净电荷？

结论：处于静电平衡状态导体内部场强处处为零，导体外部表面附近电场线垂直于表面；导体是等势体，表面是等势面；导体内部没有电荷，电荷只分布在导体表面。（如图7所示）

2.3.3 回扣实验，规律应用

设计思路：利用静电平衡分析静电屏蔽的原因，并举出生活中静电屏蔽的应用，让学生感到物理与生活紧密相连，体会到科学·社会·环境的关系，培养科学态度和社会责任感。本环节还设置了内屏蔽和全屏蔽的对比实验，体验了科学探究的过程：提出猜想——实验验证失败——理论分析原因——改进实验后成功。通过这一过程，学