《靜電現(xiàn)象的應用》教學設計(總5頁)

靜電現(xiàn)象的應用教學設計課題1.7靜電現(xiàn)象的應用課型 ：新授課三維目標1、 知識與技能：1、認識靜電感應，知道感應起電的原理和感應電荷正、負的判定。2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點，導體內(nèi)部的場強處處為零，電荷只分布在導體 的外表面上；3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用。2、 過程與方法： 通過觀察演示實驗及對實驗現(xiàn)象的分析，引導學生運用所學知識進行分析推理，培養(yǎng)學生分析推理能力。3、 態(tài)度情感價值觀： 通過對實驗的觀察和推理，培養(yǎng)學生科學的研究方法，以及嚴謹認真的學習態(tài)度。學情分 析靜電現(xiàn)象的應用是本章的難點內(nèi)容,概念規(guī)律非常抽象,學生只有在老師的參與下探究全過程,才能深刻了解靜電平衡狀態(tài)下導體的特征、規(guī)律,克服思維定式的負移和主觀臆斷的不良傾向,培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)奶骄科焚|(zhì)。教學重難點1靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導體的特征，即其電荷分布、電場分布等是重點。2運用電場有關知識，分析、推理出實驗現(xiàn)象的成因是難點。教學過程一、提問，引入新課1、思考與討論：（1） 電場的基本性質(zhì)是什么？（2） 金屬導體的微觀結(jié)構如何？自由電子怎樣移動？（3）自由電子會在什么地方積聚？電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（4）最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？ 金屬導體內(nèi)部特征2、 問題：當我們把導體放入電場中，導體上的自由電荷處于電場中將受電場力作用，這時的導體與無電場時的導體相比有什么不同特征？（引導學生分析，介紹金屬導體內(nèi)部結(jié)構特點以及分析金屬導體在放在電場中的現(xiàn)象） 總結(jié)：若是金屬導體，自由電子在電場力作用下將發(fā)生定向移動使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布，從而引起導體的某些新的性質(zhì)二、新課內(nèi)容：（一）靜電感應1、演示實驗：靜電感應現(xiàn)象原子核電子靜電感應現(xiàn)象：在電場中的導體沿著電場強度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應現(xiàn)象當外電場撤掉，導體兩端電荷又中和，可見靜電感應現(xiàn)象中導體上凈電荷仍然為零將不帶電的導體置于電場中時，導體那自由電荷受力，發(fā)生定向移動，從而重新分布重新分布的電荷在導體內(nèi)產(chǎn)生一個與原電場反向的電場，阻礙電荷定向移動，該電場與外電場疊加，使導體內(nèi)部的電場減弱，只要內(nèi)部場強不為零，導體兩面的正負電荷便繼續(xù)增加，導體的內(nèi)部電場就會繼續(xù)削弱，直至導體內(nèi)部的合場強都等于零的時候為止，這時導體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動導體中（包括表面）沒有電荷的定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)總結(jié)：靜電平衡狀態(tài)：導體上處處無電荷定向移動的狀態(tài) 特征：導體內(nèi)部處處場強為零在這個特征基礎上進行推論，可得靜電場中導體的特點且導體表面附近任何一點的電場線與這點的表面垂直。2、 強調(diào)：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部場強處處為零而且處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只能分布在導體外表面上這是為什么呢？為了驗證這一點，可采用反證法，若導體內(nèi)部有凈電荷，電荷周圍有電場，那么導體內(nèi)部電場強度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動。3、 導體上電荷分布探究法拉第“圓筒實驗”特點1：達到靜電平衡時，導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導體外表面。特點2：在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的地方幾乎沒有電荷分布。（二）、靜電現(xiàn)象的應用1、尖端放電 1）、演示尖端放電 導體尖端附近的電場特別強，它會導致一個重要的后果，就是尖端放電。再導體尖端附近放一根點燃的蠟燭。當我們不斷給導體充電的時候，火焰就好像被風吹動一樣朝背離尖端的方向偏移。這就是尖端放電引起的后果。原因：因為在尖端附近強電場的作用下空氣中殘留的離子會發(fā)生激烈的運動。在激烈的運動過程中它們和空氣分子相碰時，會使空氣分子電離，從而產(chǎn)生大量新的離子，這就使空氣邊得易于導電。與尖端上電荷同號的離子受到排斥而飛向遠方，蠟燭的火焰偏移就是受到這種離子形成的“電風”吹動的結(jié)果。在強電場作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電位面密，電場強度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象。2）、閃電防護雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應當遵從四條原則一是人體應盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓” 造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點附近，兩點間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接觸相距遠的兩點，則兩腳間便形成較大的電位差，有強電流通過人體使人受傷害 三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂四是不要進水中，因水體導電好，易遭雷擊總之，應當?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機會3） 、介紹避雷針工作原理和武當雷火煉殿雷火煉殿 2、靜電屏蔽1）演示實驗小鳥在籠中；高壓作業(yè)2）演示：靜電屏蔽3）用靜電平衡現(xiàn)象的特征解釋靜電屏蔽3、例題分析OL+qR長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？ （三）小結(jié)（1）.靜電平衡狀態(tài)下導體的電場 特點：內(nèi)部場強處處為0 是個等勢體，表面是等勢面 外部電場線與導體表面垂直（2）.導體上電荷的分布特點：電荷只分布在導體外表面，內(nèi)部無電荷 導體表面越尖銳的位置，電荷面密度越大（3）.靜電平衡的應用靜電屏蔽（4）.尖端放電避雷針（應用）（四）課堂練習：1.關于靜電平衡，下列說法中正確的是 ( ) A當導體達到靜電平衡時，導體上任意兩點間的電勢一定相等 B當導體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直 C絕緣體也有靜電平衡狀態(tài) D達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面2.在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B，下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是 ( )A用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D使驗電器A靠近B3.在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為Q的點電荷，用E表示球殼外任一點的場強，則( )A當Q在球殼中央時，E0B不論Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零C只有當Q在球心且球殼接地時，E0D只要球殼接地，不論Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零4.一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況 ( )5.有一絕緣空心金屬球A，帶有4106C的正電荷，一個有絕緣柄的金屬小球B，帶有2106C的負電荷，若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖所示，則B球上電量為C，A球上電荷量為C，分布在。板書設計1.7靜電現(xiàn)象的應用1 靜電平衡狀態(tài)下的導體的電場1. 靜電平衡狀態(tài)2. 處于靜電平衡狀態(tài)下導體的特征：（1） 導體內(nèi)部場強處處為零（2） 導體是一個等勢體，導體表面是一個等勢面（3） 導體內(nèi)部沒有靜電荷，只分布在導體表面；越尖銳處電荷密度越大3. 尖端放電（4） 空氣的電離（5） 尖端放電（6） 尖端放電的應用與防護4.靜電屏蔽