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当前位置:首页 > 行业资料 > 畜牧/养殖 > 十四中《静电现象的应用》课例
附:《静电现象的应用》课例子课题名称:高中物理教学与现代教学技艺运用的研究学段:高中(二)年级学科:物理课题:《静电现象的应用》第七课时学校:白城市第十四中学姓名:孙景友(职称:中学一级教师)联系电话:15043693884电子邮箱:790007455@qq.com指导思想与理论依据在外电场的作用下,导体中电荷在导体中重新分布的现象。这个现象由英国科学家约翰·坎顿和瑞典科学家约翰·卡尔·维尔克分别在1753年和1762年发现。如橡胶棒原已带有负电荷,可称为施感电荷,若将导体接近另一个带电体时,由于同种电荷相斥、异种电荷相吸,于是橡胶棒上的负电荷在另一个导体中所建立的电场将自由电子推斥至橡胶棒的远棒一边,并把等量的正电荷遗留在另一导体的近棒一边,直至导体中电场强度为零。导体中因失去电子而带正电荷,这种电荷称为感生电荷。高中教学要把前人的实验具体展示给学生,学生才能将抽象的物理规律理解了。教学背景分析学习内容的分析:有关静电感应知识是高中物理第二册第一章电场中《电场中的导体》一节中学习和研究的基本问题。大纲对此部分知识未提较高的要求,只要求知道基本的静电感应现象,静电平衡状态及掌握处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,整个导体是一个等势体,表面是一个等势面等等。但是此部分知识是教材的一个难点,近几年高考的考试说明对它的要求属于B类,即对此部分知识要理解其确切的含义及与其它知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。学生情况的分析:高中物理教学中,绝大多数学生对“静电感应”这一知识点掌握非常困难,应该采用“电场—电荷—受力—运动”这一教学思维方法进行课堂教学,较好地帮助学生突破此难点,收到较好的教学效果。教学方式与教学手段说明:在实际教学中,如何去突破此难点,使学生掌握起来比较清晰,应用起来比较得法呢?1建立正确的概念、形成清晰的物理图景首先,根据教材讲清基本的静电感应现象以及静电平衡状态和特点:处于静电平衡状态下的导体内部的场强处处为零:整个导体是一个等势体、导体表面是一个等势面。在这一过程中,要突出:(1)“电场”的观念与作用;(2)等势面与电场线及电场线与电势的关系;(3)“电荷”受电场力而运动,进而引起电荷的重新分布;(4)各种典型电场中电场线的分布图像。通过以上教学使学生在头脑里清晰而鲜明的“电场———电荷———受力———运动”物理图景,为对静电感应问题的分析打下理论基础。2掌握正确方法,培养技能和技巧根据以上静电感应的基本知识,在应用中讲清其正确的分析方法:“电场—电荷—受力—运动”。首先重点培养学生“场”的观念,同时注意修正纯静电力作用的观念3使用器材(1).演示静电感应:起电机,验电球、验电器,带有绝缘支架金属球一个。(2).法拉第圆筒演示静电平衡导体,内部无净余电荷。(3).静电屏蔽演示:金属网罩(一个)。(4).大屏幕,多媒体。教学目标1、掌握归纳、演绎推理的方法,训练学生的推理能力,亲身感受知识的建立过程。2、通过概念建立、规律的得出培养学生认真严谨的科学态度和探究创造的心理品质。3、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,知道处于静电平衡的导体的特征。4通过阅读讨论使学生了解静电危害及其应用5重点和难点:重点: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的重点难点: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是本节的难点。问题框架静电现象的应用电场电荷受力运动为什么产生这样的现象呢?为什么产生这样的现象呢?为什么产生这样的现象呢?实验一实验二实验三教学流程教学过程(表格描述)教学阶段教师与学生活动设计意图效果分析通过复习为本节知识的讲解做好准备一、复习提问1.电场的重要性质是什么?对放入其中的电荷有力的作用。2.导体的重要特征(或说导体导电的原因)是什么?导体内部有大量自由电荷。3.把导体放入电场中,导体上的自由电荷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?通过复习已有的知识,对本节要讲的知识做好铺垫,起到承上启下的作用通过复习旧知识使学生更好的运用已有的知识更好的接受新的知识复习提问借助已有的知识开展新课教学创设实验情况引发学生好奇心让学生亲自动手实验通过实验现象引导学生进一步探索通过演示实验体验实验现象激发学生对实验现象的探究由现象到本质环环相扣,揭示实验现象背后的物理现象二创设多种情境,让学生观察实验现象二、引入新课实验1利用起电机使绝缘金属球带电,从而产生电场,把感应起电机靠近A摆放,且接触良好。将不带电验电球A先与B接触,再与验电器金属球D接触,如此反复,可见D金属箔张开。同样,可让A与C接触,再与E接触,反复几次,可见E金属箔也张开。由此可知B、C两端带电。此时,若将A上电荷放掉,让A与C接触后与D接触,反复几次,可见D金属箔张角变小,可见B、C两端电荷异号。(一).静电感应1、什么叫静电感应:放在静电场中的体,它的自由电荷受电场力作用,发生定向移动,从而重新分布,在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。依据实验现象,引导学生把自己观察的现象作分析,引发思考。借助实验现象,激发学生展开想象,学习运用积累的电学知识,展开讨学生融入实验情境中,体会客观现象,探究规律。①可根据同性相斥、异性相吸,指出本实验中距A近端(B端)有与A异号的电荷,距A远端(C端)电荷与A同号。实验1中,可用A与B、C中部接触的,再与验电器接触,验电器金属箔不张开,电荷分布在两端。②也可以分析距A远近不同,电势不同,而金属导体中自由电子在电场力作用下由电势低处运动至电势高处。例如:若A带正电,距A较远端的C端电势比B端低,故电子向B端运动,B端带负电荷。根据电荷守恒,C端带正电荷。同理可分析A带负电荷时,感应电机上电荷分布。2、感应电荷静电感应现象中,导体不同部分出现的净电荷称为感应电荷。静电场中导体上自由电荷受电场力作用做定向移动会不会一直运动下去?、静电平衡状态导体置于电场中时,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,直至最后无电荷定向移动为论。止,这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。①什么是静电平衡状态: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。3.静电场中导体的特点:(1)处于静电平衡状态,导体内处处场强为零。导体中没有自由电荷定向移动。(2)处于静电平衡状态的导体,净电荷只能分布在导体外表面上;且越尖锐的位置电荷密度越大。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。实验2法拉第圆筒实验。先用起电机使筒A带电,至A中箔片张开为止,利用验电球B可先从A外表面接触,再与验电器金属球C接触,反复几次后,可明显地看到C金属箔张开,可说明A外表面有电荷。若使B与A内壁接触后再与C接触,则C金属箔将不张开,可验证A内壁无电荷。(3)、静电平衡时导体周围电场分布:上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线三依托实验情境,展开讨论。3.应用(1)感应起电(与摩擦起电比较)如图:使A带电,B、C端将出现感应电荷,把B、C分开,各自出现净电荷,从而带电。(2)静电屏蔽①空腔导体的特点:实验3先使A带电,然后移近验电器B,由于静电感应,B的金属箔片张开,若把B置于金属网罩中,可发现B的金属箔片不张开。简单分析:金属网罩内无电场。任取一个导体壳,处于静电场中,壳内无电场。反证法:若有电场,电场线发自壳壁,终止于壳壁,与壳是等势体相矛盾,这样的电场线不存在。创设实验情境,进行师生之间,生生之间的探讨,在探讨中鼓励学生感悟真实客观规律。实验现象和物理规律之间的必然联系,引发学生的兴趣归纳:净电荷只分布在外表面,内表面不带电,空腔内没有电场②静电屏蔽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+实验演示:将收音机置于金属网罩内则声音大小减小若将球壳接地,则内外各不影响③静电屏蔽应用电学仪器和电子设备外面套有金属罩通信电缆版面包一层铅皮高压带电作业人员穿金属网衣通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱四唤起生活情境,拓展语文实践。三.巩固练习【例1】一个任意形状的金属导体,处于静电平衡状态时()A.导体内部没有净电荷.B.导体内部任意两点间的电势差不一定为零C.导体内部的场强不一定处处为零D.在导体表面上,电场线可以与导体表面成任意角解析:A.处于静电平衡状态的导体,净电荷在导体表面,所以A对.B.处于静电平衡状态的导体,是一个等势体,所以任意两点间无电势差,所以B错.C.处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,所以C错.D.处于静电平衡状态的导体,其表面场强不为零,场强的方向与面垂直,所以D对。【例2】如图所示,将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近,当导体BC达到静电平衡后,则下列说法正确的有()联系物理实验,结合学生的知识结构引到学生学已致用,学会理论联系实际学生学习兴趣浓厚,积极参与物理实践活动。A.用导线连接BC两端,导线中有瞬间电流通过B.用手摸一下导体B端可使导体带正电C.导体C端电势高于B端电势D.B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小解析:静电平衡后,BC内部场强为零,整个导作是个等势体,故A、C都错了,根据导体附近的电场线分布,可判定导体BC的电势比无穷远处(大地)的电势要高,故把导体B端或C端接地时,将有电子从大地流向导体,导体将带负电;导体处于静电平衡时,导体内部的电场跟感应电场相平衡,因此可以根据外电场在导体内部的分布情况来确定感应电荷电场在导体内部的分布情况.答案:D【例3】如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷十Q,a、b点是金属板右侧表面上的两点,其中a点到+q的距离较小,下列说法中正确的是()A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电.B、由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电C、整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零D、a、b两点的电场强度不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点场强大解析:由于静电平衡,金属板是一个等势体,且电势为零(金属板接地),金属板的左侧不带电,右侧带负电.a、b两点的场强不为零,它们场强的方向均垂直于金属板平面,由于a点离+Q比b点近,故a点的感应电荷比b点的感应电荷多,场强大.综上所述,选项B、C、D正确。【点评】处于电场中的导体一旦接地,它的电势为零。且远离带电体的一端总是不带电,由于达到静电平衡时内部场强处处为零,说明了接地后的导体所带的异种电荷(与带电体的电荷比较而言)是增多的.【例4】:长为L的金属棒原来不带电,现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上,则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小,方向。解析:根据处于静电平衡状态的导体的特点,棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强应与正电荷q在该点产生的场强大小相等,方向相反,故感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小为:;方向由O点指向q。练习题:1如图所示,P为金属球壳内的一点,壳外一带负电的带电体A移近金属球壳时,金属球壳内P点处的场强E和电势U的变化是()A.E不变,U降低;B.E不变,U升高C.E增大,U升高;D、E增大.U降低解析:金属球壳处于带负电的带电体A形成的电场中,处于静电平衡状态,因此E始终等于零不变,由于带电体A带负电且靠近球壳,所以球壳的电势降低。答案:A2如图所示,水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电的小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初速度V0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端.在该运动过程中()A.小球作匀速直线运动B.小球作先减速,后加速运动C.小球的电势能保持不变D、电场力对小球所做的功为零解析:水平放置的金属板在Q的电场中处于静电平衡,它是一个等势体,也就是说它表面的电场线处处与表面垂直,由于表
本文标题:十四中《静电现象的应用》课例
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