《靜電現象的應用》的教學設計

【教學目標】

㈠知識與技能

1．知道靜電感應產生的原因，理解什麼是靜電平衡狀態

2．理解靜電平衡時，淨電荷只分布在導體表面且內部場強處處為零

3．知道靜電屏蔽及其應用

㈡過程與方法

結合實物觀察與演示，分析理解靜電平衡時帶電導體上電荷的分佈特點。

㈢情感態度與價值觀

通過分析生活的現象引導學生體會生活、生產中的靜電現象，培養學生探究生活中事物的興趣。

【重點難點】

重點：掌握靜電平衡的概念，理解導體處於靜電平衡狀態的特徵是本節的重點

難點：應用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特徵，認識導體的電荷分佈特點是本節的難點。

教學策略：教師的引導，學生的討論、評議；再加動畫演示和實驗演示加深體會。

【設計思路】

1、《靜電現象的應用》是本章的難點內容，概念規律非常抽象。學生只有在老師的指導下參與探究全過程，才能深刻理解電平衡狀態下導體的特點、規律。克服思維定勢的負遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養學生認真嚴謹的科學探究品質。

2、本課題設計的另一思路旨在讓學生認真討論，積極參與，體驗探索自然規律的艱辛和喜悦。培養學生學習物理的興趣。這也是新課改的重要內容。

3、本節教學設計的過程為：首先學生活動：對不帶電的金屬導體放入電場中發生靜電現象的討論；然後學生歸納，教師總結得出靜電平衡狀態下導體的特點。最後通過兩道例題鞏固加深理解。

【教學方法】

推理歸納法、問題解決法、實驗法

【教具準備】

驗電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個、金屬網罩、收音機、感應起電機、導線若干

【教學過程】

(一)複習提問

1、什麼是靜電感應現象？

2、靜電感應現象的實質是什麼？

3、在靜電感應時用手摸一下導體，再移走源電荷，則導體帶什麼電？

若將導體接地則情況如何？左端接地呢？

(二)新課教學

一、電場中的導體

1、金屬導體的特徵：

由做熱振動的正離子和做無規則熱運動的.自由電子組成

2、靜電感應現象

問題：在源電荷的電場中引入金屬導 體後會對空間各點的場強有影響嗎？是什麼作用使金屬內的電子定向移動的？此移動一直進行嗎？金屬導體內部有電場嗎？

答：使空間電場重新分佈

源電荷的電場使導體內部自由電子定向移動

3、靜電平衡狀態：導體（包括表面）中沒有電荷定向移動時的狀態叫靜電平衡狀態

4、靜電平衡狀態下導體的特點：

⑴內部場強處處為零（不為0則自由電子將繼續移動直至合場強為0）

⑵導體中沒有自由電荷定向移動

⑶淨電荷分佈在導體表面

實驗證明：法拉第圓筒實驗

⑷導體表面附近電場線與表面垂直

理論證明：中性導體帶電後，由於同種電荷相互排斥，淨電荷只能分佈在表面

反證法：若內部有自由電荷，則內部場強不為0，導體就不是處於靜電平衡狀態

5、靜電平衡時導體周圍電場分佈：

上圖空間實際電場分佈，不會出現虛線電場線

二、靜電屏蔽

1、空腔導體的特點：

淨電荷只分布在外表面，內表面不帶電，空腔內沒有電場

2、靜電屏蔽

外部電場對內部儀器沒有影響 若將源電荷置於空腔內，則外對內

沒有影響，但內對外有影響

實驗演示：將收音機置於金屬網罩內則聲音大小減小

若將球殼接地，則內外各不影響

3、應用

電學儀器和電子設備外面套有金屬罩

通信電纜版面包一層鉛皮

高壓帶電作業人員穿金屬網衣

通訊工具在鋼筋結構房屋中接收信號弱

(三)鞏固練習

【例1】如圖所 示，在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一正電荷，試分析A、B、C三點的場強：

A．EA ≠0，EB =0，EC =0

B．EA ≠0，EB ≠0，EC =0

C．EA ≠0，EB ≠0，EC ≠0

D．EA =0，EB ≠0，EC =0

【例2】如圖所示，A、B是兩個架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導線連接，現用一帶 正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導線，然後移走C球，則A、B帶電情況：

A．A球帶正電，B球帶負電

B．A球帶正電，B球不帶電

C．A球不帶電，B球帶負電

D．以上説法都不正確

【例3】長為L的金屬 棒原來不帶電，現將一帶電荷量為q的正電荷放在距棒左端R處且與棒在一條線上，則棒上感應電荷在棒內中點O處產生的場強的大小 ，方向 。

(四)小結

1、靜電平衡狀態下導體有什麼特點？

2、靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應用？

【佈置作業】

完成《同步作業》

【板書設計】

第七節 靜電現象的應用

一、靜電感應

把金屬導體放進電場中，由於電場力的作用，兩端會分別出現正負電荷，這種現象叫做靜電感應

由於靜電感應產生的電荷叫做感應電荷

感應起電

二、靜電平衡

處於靜電平衡狀態的導體的基本特點：

⑴體內部的場強處處為零，電場線不能進入導體內部；

⑵體所帶的淨電荷只能全部分佈在導體的表面上，導體內部沒有淨電荷；

（表面曲率越大的地方，淨電荷面密度也越大，表面附近處的場強也越強。）

⑶導體是一個等勢體，表面是一個等勢面；

⑷導體表面任一點的場強方向跟該點的表面垂直。

三、兩個有用的推論：

如果取無窮遠處的電勢為零，則：

⑴處於正電荷激發的電場中的（原來）不帶電的孤立導體，電勢大於零；處於負電荷激發的電場中的不帶電的孤立導體，電勢小於零。

⑵帶正電荷的孤立導體，電勢必為正值；

帶負電荷的孤立導體，電勢必為負值

【教學反思】

本節是這一章的難點，內容抽象、深奧，並且要很好的體現新課程理念。上好本堂課就顯得比較困難，所以必須注意下面幾點：

1、改變傳統的填鴨式教學模式或教師提問題、學生回答問題的單一做法。教師可創設情景，讓學生髮現問題，更主動的提出問題，解決問題。所以教師在組織和引導學生研究的過程中要及時組織學生評價，從而提高學生的思維品質和課堂效率。

2、要引導全體學生積極參與教學活動，親身體驗探究、思考和研究的全過程，讓學生通過這些過程開闊視野，激發學生的求異心理取向，從而激發學生的潛能。真正落實三維課程目標。

3、在學生自由討論和探究時，要認真聽取每一位同學的觀點肯定他們的成功之處和指出不足之處，讓學生感到有成就感，既活躍了課堂氣氛，又符合成功教育的要求。