高中物理《静电现象的应用》教案4 新人教版选修3-1

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1、静电现象的应用一、教学目标1.知识与技能了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。了解尖端放电和静电屏蔽现象。2.过程与方法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，培培养学生分析推理能力。3.情感、态度与价值观体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平,培养学生的理论联系实际能力、科学探索精神。 二、教学设想紧抓电场强度、电势的概念，先要讲清静电平衡的基本原理．再从电势的角度分析．导体刚放入电场中的瞬间，导体不同部位电势不

2、同，所以负电荷向高电势处移动，正电荷向低电势处移动，结果由电势叠加原理，高电势处的电势降低了，低电势处的电势升高了．当导体各处电势相等时，就再无电荷移动，即导体达到静电平衡状态。从而得到处于静电平衡的导体是一个等势体的结论。从电场强度的角度分析，如果净电荷分布在导体内部，则内部就会有没有被抵消的电场，导体内部的自由电荷在电场力的作用下会定向移动，这就违背了静电平衡的定义．从电势角度分析，如果净电荷分布在导体内部，则内部就有电场，电场中沿电场线方向电势是不同的，这就违背了处于静电平衡状态下的导体是

3、一个等势体的结论．所以孤立导体的净电荷一定分布在它的外表面。对于尖端放电和静电屏蔽采用先理论分析后实验验证的教学方法。 三、教材分析本节由静电平衡状态下导体的电场、导体上电荷的分布、尖端放电、静电屏蔽四部分内容组成。本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征是本节的重点。利用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电、静电屏蔽现象是本节的难点。做好演示实验是这堂课的关键。 四、重点、难点静电场中静电平衡状态下导体的特性；运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因 五、

4、教学方法综合分析法、实验验证法 六、教具准备起电机、验电器、金属球壳、带绝缘支架金属球、法拉第圆筒、尖端放电演示仪、金属网罩、多媒体辅助教学设备七、教学过程教师活动学生活动设计意图【引入】复习：★问题：1、电场的重要性质是什么？（对放入场中的电荷有力的作用） 2、导体的重要特征是什么？（由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成） 3、什么是静电感应现象？（把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象） 4、静电感应现象的实质是什么？（感应起电是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分

5、转移到另一部分） ★问题：在电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？金属导体内部有电场吗？引导学生分析：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动，使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质。      倾听、思考、回答↓      增强记忆、为这节课的内容做好铺垫↓【新课教学】■一、静电平衡状态下导体的电场分析：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

6、电场，阻碍电荷定向移动，直至最后无电荷定向移动为止，这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。★问题：         什么是静电平衡状态；（导体内的自由电子不再发生定向移动的状态） ★问题：静电平衡状态时具有什么样的特征？特征：1、处于静电平衡的导体内部的电场强度处处为零。处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。可用反证法证明，若不垂直，沿表面有切向分量电荷将发生定向移动。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力不做功。可采用反证法

7、，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。       倾听、分析、回答、总结       培养学生的分析问题的能力■二、导体上电荷的分布一个导体，不论原来是否带点，放入电场中以后，都会由于静电感应而在导体的不同部位出现不同的电荷。那么，在静电平衡状态下，导体上的电荷怎么分布呢？ 【演示】：法拉第圆筒实验。先用起电机使筒A带电，至A中箔片张开。利用验电器B先从A外表面接触，再与金属球C接触，反复几次后，可看到C金属箔片张开。（下图）说明：A外表面游电

8、荷 若使B与A内壁接触后再与C接触，则C金属箔片将不张开。（下图）说明：A内壁无电荷○静电场中导体的特点：ⅰ：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。ⅱ：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。（课本图1.4-5）          倾听、观察、思考、总结           培养学生的观察能力和分析问题的能力■三、尖端放电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。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被