静电现象的应用

《静电现象的应用》教学设计

教学内容人教版物理选修3-1《静电现象的应用》

教学目标

一、知识与技能

1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。

2．知道静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且导体内部场强处处为零的特点。

3．静电屏蔽及其应用

4.通过对静电平衡状态下导体内部场强处处为零的推导过程培养学生逻辑推理的能力。

二、过程与方法

借助实物与演示实验，分析静电平衡时导体上的电荷分布和内部场强的特点，从而得到静电保护的方法。

三、情感、态度与价值观

观察生活中的现象，体会生活、生产中的静电现象，培养探索乐趣。

教学重点

1．静电平衡状态下导体的特点。

2．静电屏蔽及其应用。

教学难点

应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点。

教学方法实验情境教学法

教学过程

（一）实验引入：借用原人教版高中物理第一册课本绪言中“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”实验情境引入，设疑激趣。（二）讲解新课：

（设问）1.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有什么的作用？

2.金属导体的重要特征（导电的原因）是什么？

（答） 1.电场对放入其中的电荷有力的作用。

2.（课件展示说明）金属导体内部有大量的自由移动的电荷（电子）。

（设问）3.如果我们给上边的金属导体加上一个匀强电场，导体会有什么变化呢？

（用多媒体课件展示情境，即课本23页图1.7—1）

思考讨论：

1．导体两端的感应电荷会在空间产生电场吗？

2．产生电场的方向怎样？

3．现在空间中有几个电场存在？

4．感应电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场怎样变化？

5．内部的电场被减弱了，但自由电子是不是仍然要受到电场力的作用，继续定向移动？

6．继续定向移动的结果是什么？

7．最终达到一种特殊的状态，内部的场强处处为零，定向移动停止。

得出结论：处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，内部的场强处处为零。

8．把上边的实心导体挖空，变成一个导体壳，对静电平衡状态有影响吗？

9.如果把一个小的导体放入导体壳中，小导体还会发生静电感

应现象吗？

设计意图：通过问题串组织教学，让学生认识逐步深化。

前后呼应：现在你该明白“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”了吧？

（教师讲解）静电现象在现代生产、生活和科学技术中的应用：1．有的电学仪器和电子设备的外面套有金属罩

2．中国科技馆高压放电区的保护

3．静电屏蔽衣

4．收音机、汽车的天线

（三）归纳小结：

1．静电感应：

感应电荷：

2．静电平衡状态：

处于静电平衡状态的导体的特征：

3．静电现象及其应用

（四）作业与拓展：

1.《同步解析与测评》相关题目。

2.中国科技馆高压放电区的保护与其它的保护有什么区别？

3.自拟题目撰写一篇以静电知识为题材的科技小论文。

教学反思：本节是联系生活非常紧密的一节内容，内容虽然较为抽象，但却更好的结合新课程理念。因此本节课在教学设计上重视实验情境和问题情境的创设，让学生积极观察、发现问题，通过思考讨论解决问题。在实验和思考得出结论的过程中感受物理的乐趣。

《静电现象的应用》学案设计

一、学习目标

1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，能说出处于静电平衡的导体的特征；

2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点；

3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。

二、学习重点和难点

1．掌握静电平衡的概念，理解导体处于静电平衡状态的特征是本节学习的重点。

2．应用静电平衡的知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象是本节学习的难点。

三、自主学习过程

任务一：请你回忆复习以下内容：

1．电场的重要性质是：对放入其中的电荷作用。

2．金属导体的微观结构：金属导体中原子由和组成，离原子核较远的电子往往会脱离而在金属中自由活动，成为自由电子，失去这种电子的原子便成为带电的离子。

3．把金属导体放入电场中，导体上会出现：呈电中性状态的金属导体放入静电场中，导体内受到与场强方向相反的电场力的作用而向场强的反方向定向移动。两端出现不同的电荷分布。

任务二：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，能说出处于静电平衡的导体的特点；

阅读教材24页“静电平衡状态下导体的电场”并观察图1．7-1：

1．静电感应：导体内在电场力作用下重新分布，使导体两端出现的现象叫静电感应。静电感应现象的实质是_________________________。

2．静电平衡状态：导体（包括表面）中时的状态叫静电平衡状态。

静电平衡的条件是：。

静电平衡的特点是：①；②；③。

地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个。这是我们可以选大地作为零电势体的一个原因。

任务三：通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点；

静电平衡时，导体上的电荷分布的特点：

①；

②。

任务四：了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。

1．请你阅读课本26页和后回答：

问题：尖端放电的原理是什么？尖端放电的原理有何应用？

2．静电屏蔽现象

导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部的影响，这种现象称为静电屏蔽。

①封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响；

如壳内无带电体而壳外有电荷q，则静电感应使壳外壁带电。静电平衡时壳内无电场。这不是说壳外电荷不在壳内产生电场。由于壳外壁感应出异号电荷，它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。如果把上述空腔导体外壳接地，则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。静电平衡后空腔导体与大地等势，空腔内场强仍然为零。如果空腔内有电荷，则空腔导体仍与地等势，导体内无电场。这时因空腔内壁有异号感应电荷，因此空腔内有电场。此电场由壳内电荷产生，壳外电荷对壳内电场仍无影响。由以上讨论可知，封闭导体壳不论接地与否，内部电场不受壳外电荷影响。

②接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。

如果壳内空腔有电荷q，因为静电感应，壳内壁带有等量异号电荷，壳外壁带有等量同号电荷，壳外空间有电场存在，此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。但如果将外壳接地，则壳外电荷将消失，壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零。可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响，必须将外壳接地。

3．关注生活、生产中的静电现象──请你阅读“静电的防止和应用”

材料：静电的防止和应用

防止：在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。如生活中的一些具体做法：

1．室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水，或用加湿器加湿；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。

2．发现头发无法梳理时，将梳子浸入水中片刻，等静电消除之后，便可以将头发梳理服帖了。脱衣服之后，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，将体内静电“放”出去，这样静电就不会伤你了。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织或丝织内衣、内裤，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。

3．出门前去洗个手，或者先把手放墙上抹一下去除静电,还有尽量不穿化纤的衣服。