静电的利用与防范教学设计

《静电的应用与防范》教案课题静电的应用与防范课型新授课课时1课时教学目标1.知识目标：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。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；知道静电屏蔽现象及其应用与防止。2.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。3.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。重点难点1．教学重点：静电场中静电平衡状态下导体的特征，即其电荷分布、电场分布等。2．教学难点：运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因。教学方法启发诱导法、小组讨论法，分析讲授法。教学过程设计教学环节教师活动学生行为（预设）设计意图引入新课一、复习提问，引入新课问题：什么是静电感应现象？问题：静电感应现象的实质是什么？问题：在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？若将导体接地则情况如何？左端接地呢？知道了电场中的导体会发生静电感应现象，那为什么会产生静电感应现象呢？产生静电感应现象会导致怎样的结果，导体又有何特点呢？今天这节课就来学习这些问题。思考问题，并作答。复习静电感应现象新课教学（一）静电平衡状态下的导体问题：把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，会有什么现象？问题：导体中所有自由电子都会定向移动吗？正负电荷在两侧积累会出现感应电场E‘，感应电场与原电场叠加，当E’=E0，即导体内部合场强E为0时，导体内电子不再自由移动。一、静电平衡状态下导体的电场1、电场中的导体，内部自由电子不再定向移动的状态叫静电平衡状态。问题：处于静电平衡状态的导体的电场具有什么特点？2、特点：（1）导体内部场强处处为零；（2）导体为等势体，表面是等势面；（3）导体表面场强垂直于表面；二、导体上电荷的分布思考：导体处在静电平衡时电荷的分布有何特点？演示：导体上电荷分布探究——法拉第“圆筒实验”特点1：达到静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面。演示：讨论：导体中自由电子会由于受到电场力作用而发生定向移动。讨论：1，是，由于有电场力；2不是，电子累积会产生感应电场，感应电场与讨论处于静电平衡的导体的特点。观察实验，积极讨论，得出静电平衡状态下导体上电荷分布的特点。分组讨论：分析尖端放电原因：导体尖端电荷密度大，尖端周围电场强，空气中残留带电粒子剧烈运动，空通过问题引导学生思考。1.抓住电场的重要性质，研究电场。体会物理探究的一般方法。2.通过猜想，检验，再猜想，再检验的特点2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的地方几乎没有电荷分布。（二）静电的应用与防范1、尖端放电视频演示：尖端放电问题：你观察到了什么现象？什么原因造成的？教师引导：导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。问题：你能举出尖端放电的应用实例吗？视频演示：避雷针问题：闪电是如何形成的？问题：雷雨天为避免雷击我们应该怎么办？闪电防护：雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则。一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中。二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨气电离，正负电荷奔向异种电荷，尖端失去电荷，尖端放电。避雷针云层和点面之间的放电现象，积雨云下层带负电，地面因感应带正电，正负电荷积累越多，云层地面间电场越强，强力放电。分组讨论。探究过程，体会物理概念建立过程中的艰辛与喜悦。通过动画演示闪电，生动形象，符合学生认知规律。步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害。三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。四是不要进水中，因水体导电好。教师介绍避雷针工作原理:2、静电屏蔽问题：将验电器放在带正电的金属球的附近，验电器上的箔片会张开吗？使带电的金属球靠近验电器。现象：验电器的箔片张开。结论：因为验电器的金属杆处于金属球的电场中，由于静电感应，它的金属球将带负电，而它的另一端──箔片将带正电，因而两箔片相斥而张开。问题：若用金属网罩将验电器罩住，验电器的箔片还会张开吗？使带电的金属球靠近验电器，事先用金属网罩把验电器罩住。现象：验电器的箔片不张开。结论：因为金属网罩处于上正电荷产生的电场中，网罩上的电荷将重新分布，最后达到静电平衡。此时，网罩内部的电场强度为零，验电器上将不带电，因而箔片合拢。外部电场对内部仪器没有影响。若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响。要想内部电场对外部也没有影响，实现全屏蔽，则观察实验现象，讨论原因。通过静电平衡现象的特征解释静电屏蔽理论探究静电屏蔽现象。找到人为什么会安然无恙的原因。可将空腔导体接地，如右图所示。实现静电屏蔽不一定要用密封的金属宣传品，金属网也能起到屏蔽作用。野外高压线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。1）视频演示：小孩在笼中2）演示：静电屏蔽3）用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽巩固及作业导学案【典例分析】【课后练习】教学反思静电现象的应用与防止讲的不够细致。板书设计C静电现象的应用与防范一．静电平衡状态下的导体的电场1.静电平衡状态2.处于静电平衡状态下导体的特征：（1）导体内部场强处处为零++（2）导体是一个等势体，导体表面是一个等势面（3）导体内部没有静电荷，只分布在导体表面；越尖锐处电荷密度越大二．静电现象的应用与防止3.尖端放电（4）空气的电离（5）尖端放电（6）尖端放电的应用与防护4.静电屏蔽