資源簡(jiǎn)介

《靜電的防止與利用》創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及教學(xué)設(shè)計(jì)
一、 實(shí)驗(yàn)教材分析
1. 教材及課題：
人教版新教材物理必修第三冊(cè)
第九章《靜電場(chǎng)及其應(yīng)用》第四節(jié)《靜電的防止與利用》；
2. 課時(shí)目標(biāo)：
（1）了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用和防護(hù)；
（2）分析討論靜電在靜電復(fù)印、靜電噴漆和靜電除塵等技術(shù)中的應(yīng)用；
（3）知道在可燃?xì)怏w、粉塵的環(huán)境中如何防止靜電事故
3. 常見(jiàn)教學(xué)模式：
本節(jié)課常見(jiàn)的教學(xué)模式通常為把如何防止靜電的危害比如加油站的靜電釋放器或者脫完毛衣后碰門(mén)把手被電到的場(chǎng)景作為引入（如圖1），然后進(jìn)一步結(jié)合常規(guī)的實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行靜電平衡、尖端放電、靜電屏蔽、靜電吸附的知識(shí)的講解（如圖2）。
4. 常見(jiàn)教學(xué)模式的局限
（1）缺乏真實(shí)情境載體：與學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生并沒(méi)有見(jiàn)過(guò)靜電釋放器，對(duì)于手被電到的印象也不是很深刻。
（2）實(shí)驗(yàn)繁多展示繁雜：實(shí)驗(yàn)涉及到很多實(shí)驗(yàn)器材，整節(jié)課過(guò)于碎片化，整體感不強(qiáng)，經(jīng)常更換實(shí)驗(yàn)儀器也容易讓學(xué)生眼花繚亂。
（3）知識(shí)缺少有效串聯(lián)：知識(shí)點(diǎn)之間相互孤立，缺少有效串聯(lián)，即使教師有一定的語(yǔ)言功底，但學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體，往往并不能完全體會(huì)到課堂知識(shí)的相互關(guān)聯(lián)。
（4）難以激發(fā)學(xué)生興趣：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材與生活實(shí)際有所脫離，也難以真正引發(fā)學(xué)生的興趣。
二、核心實(shí)驗(yàn)裝置
針對(duì)以上問(wèn)題，放棄了絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中的傳統(tǒng)設(shè)備，而采用了“掌中閃電”（特斯拉線(xiàn)圈）作為本節(jié)課的核心實(shí)驗(yàn)裝置（如圖3）。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
1. 課程設(shè)計(jì)理念
圍繞特斯拉線(xiàn)圈創(chuàng)設(shè)基于問(wèn)題導(dǎo)引式的情境化教學(xué)模式。以真實(shí)情境作為載體，以核心問(wèn)題引領(lǐng)課堂主題，以一系列子問(wèn)題驅(qū)動(dòng)課堂進(jìn)程，以延伸問(wèn)題作為課后學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。
首先創(chuàng)設(shè)閃電擊中建筑物，并引燃酒精棉花的核心情境，進(jìn)而提出本節(jié)課的核心問(wèn)題：雷雨天如何使建筑物免受傷害。
圍繞著這一核心問(wèn)題生成了四個(gè)環(huán)環(huán)相扣的子問(wèn)題，包括閃電如何形成，如何避免閃電直接擊中建筑物，如何保護(hù)建筑物內(nèi)部的物品，如何消除建筑物煙囪中的煙塵這四個(gè)子問(wèn)題。針對(duì)這四個(gè)子問(wèn)題，圍繞核心實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情境，學(xué)生在嘗試解決這些子問(wèn)題的過(guò)程中，自然進(jìn)行了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，在解決前一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中自然生發(fā)出下一個(gè)子問(wèn)題，使得整個(gè)課程環(huán)環(huán)相扣，一氣呵成。而在解決每個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生反復(fù)使用了模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)探究等研究方法，課程從知識(shí)立意上升到了方法立意，提升了課堂的高度，提升了學(xué)生的核心素養(yǎng)。最后通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)到的研究方法來(lái)解決延伸問(wèn)題，進(jìn)行知識(shí)層面和方法層面兩方面的鞏固和應(yīng)用。
2. 課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
引入環(huán)節(jié)：演示玩具（掌中閃電）的放電現(xiàn)象
核心情境：利用掌中閃電模擬閃電擊中建筑物，建筑物起火 核心問(wèn)題：如何讓建筑物免受閃電傷害？
子問(wèn)題 研究方法 知識(shí)載體 具體環(huán)節(jié) 拓展應(yīng)用
探究閃電的形成 實(shí)驗(yàn)演示+理論推導(dǎo) 靜電感應(yīng)+靜電平衡+放電現(xiàn)象 利用導(dǎo)體引雷，引出靜電感應(yīng)，推導(dǎo)靜電平衡 2、從靜電平衡推理出尖端放電現(xiàn)象
避免閃電直接擊中建筑物 作出猜想+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證+理論解釋 尖端放電 讓學(xué)生說(shuō)出避雷針 對(duì)比安裝避雷針前后不同 3、選擇前述原理進(jìn)行解釋 避雷針、點(diǎn)火針
避免閃電影響建筑物內(nèi)部物品 作出猜想+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證+理論解釋 靜電屏蔽 讓學(xué)生自行選擇保護(hù)方式 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 3、選擇前述原理進(jìn)行解釋 屏蔽衣、屏蔽袋等
如何消除建筑物煙囪中的煙塵 實(shí)驗(yàn)演示+原理理解 靜電吸附 實(shí)驗(yàn)展示 自行閱讀理解 靜電除塵+靜電噴涂+靜電噴涂
延伸思考
把產(chǎn)生電場(chǎng)的帶電體罩起能否保護(hù)外部物品不受內(nèi)部電場(chǎng)的影響 做出猜想+實(shí)驗(yàn)演示+模型建構(gòu)+理論推理（課后進(jìn)行） 外屏蔽 引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn) 引導(dǎo)學(xué)生選擇合理的研究方式和思想方法 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用合理的知識(shí)理論理解和解釋
3. 課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
針對(duì)本課程設(shè)計(jì)中核心問(wèn)題、四個(gè)子問(wèn)題，以及拓展問(wèn)題，圍繞著核心裝置分別設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)演示，并引出相關(guān)知識(shí)的討論，具體如下：
四、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)
本節(jié)課的設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在優(yōu)質(zhì)課比賽中進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用，取得了很好的效果。這樣的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有效改善了傳統(tǒng)教學(xué)中的不足：
1. 真實(shí)情境進(jìn)入課堂
將生活中的真實(shí)閃電場(chǎng)景在安全的情況下搬入課堂，學(xué)生眼見(jiàn)為實(shí)，又與實(shí)際生活體驗(yàn)相符，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有效提升了學(xué)習(xí)效果；
2.課堂結(jié)構(gòu)環(huán)環(huán)相扣
圍繞核心問(wèn)題和子問(wèn)題引領(lǐng)課堂主線(xiàn)，推進(jìn)課堂進(jìn)程，使課堂環(huán)環(huán)相扣，一氣呵成；
3. 緊扣核心素養(yǎng)目標(biāo)
課程不僅僅關(guān)注知識(shí)的傳遞，更是通過(guò)真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，有效促進(jìn)了學(xué)生物理觀念的形成，并在學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、模型建構(gòu)、科學(xué)推理等科學(xué)思維及研究方法的滲透，提升了課堂立意，從知識(shí)立意提升到了方法立意
4. 實(shí)驗(yàn)課堂核心焦點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)裝置核心化，課堂主線(xiàn)問(wèn)題化，避免課堂實(shí)驗(yàn)泛化，也避免了更換實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)的眼花繚亂；
5. 實(shí)驗(yàn)易于復(fù)制推廣
實(shí)驗(yàn)成功率高，實(shí)驗(yàn)器材獲取方便（如圖13），具有較好的復(fù)制推廣性，我也曾經(jīng)針對(duì)幼兒園、小學(xué)、初中等年齡段的學(xué)生進(jìn)行過(guò)展示，可以說(shuō)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)符合學(xué)生年齡特征的情況下，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，因此這組實(shí)驗(yàn)具有廣泛的適用范圍和良好的科學(xué)教育以及工程教育的功能。
（附）所用器材：特斯拉線(xiàn)圈（掌中閃電）、帶絕緣手柄的金屬桿、金屬球、金屬針、酒精棉花、樂(lè)高小房子（掛有氖泡）、日光燈管、金屬罐、密金屬網(wǎng)、疏金屬網(wǎng)、玻璃罩、手搖式起電機(jī)、導(dǎo)線(xiàn)、煙餅（含金屬盤(pán)）、打火機(jī)、空飲料瓶（外層包裹金屬片、底部掏空、蓋子上插入鋸條）。）
六、設(shè)計(jì)流程
（一）導(dǎo)入部分：掌上閃電小玩具演示
設(shè)計(jì)目的：
初步認(rèn)識(shí)本節(jié)課的核心實(shí)驗(yàn)工具，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作打好基礎(chǔ)
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：演示玩具（掌中閃電）的放電現(xiàn)象
展示“掌上閃電”，引導(dǎo)學(xué)生與生活中的靜電現(xiàn)象如閃電相關(guān)聯(lián)；
（二）創(chuàng)設(shè)核心情境、提出核心問(wèn)題
設(shè)計(jì)目的：
設(shè)置大任務(wù)情境，形成核心任務(wù)，提出需要解決的核心問(wèn)題，統(tǒng)領(lǐng)整節(jié)課
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：
1、觀察閃電擊中建筑物模型；
2、利用火花引燃蘸酒精的棉花，引導(dǎo)學(xué)生重視靜電現(xiàn)象
3、提出核心問(wèn)題：如何讓建筑物免受閃電傷害
（三）生成子問(wèn)題鏈，促進(jìn)知識(shí)理解
設(shè)計(jì)目的：
在大任務(wù)情境下，形成子問(wèn)題，在完成子問(wèn)題解決的過(guò)程中理解相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)并了解更多應(yīng)用，并在每個(gè)子問(wèn)題的解決過(guò)程中生發(fā)下一問(wèn)題，形成問(wèn)題鏈。
子問(wèn)題1：了解閃電的形成
1、演示閃電的形成過(guò)程
2、引導(dǎo)學(xué)生將導(dǎo)體靠近帶電體的過(guò)程進(jìn)行模型建構(gòu)；
3、引導(dǎo)學(xué)生基于場(chǎng)的知識(shí)進(jìn)行靜電平衡及有關(guān)特點(diǎn)的科學(xué)推理，得出靜電平衡的基本特點(diǎn)。
4、初步理解放電現(xiàn)象以及尖端放電，生發(fā)出下一子問(wèn)題；
子問(wèn)題2：如何避免閃電直接擊中建筑物？
1、引導(dǎo)學(xué)生直接說(shuō)出避雷針的應(yīng)用；
2、進(jìn)行安裝與不安裝避雷針不同效果的比較實(shí)驗(yàn)；
3、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用靜電平衡、尖端放電的知識(shí)進(jìn)行避雷針的原理解釋?zhuān)?br/>4、引導(dǎo)學(xué)生觀察相關(guān)動(dòng)畫(huà)，質(zhì)疑動(dòng)畫(huà)的正確性，結(jié)合前面觀察的實(shí)驗(yàn)提出避雷針還需要接地；
5、引導(dǎo)學(xué)生了解更多尖端放電的應(yīng)用；
6、引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，關(guān)注閃電擊中建筑物但燈依然閃亮，生發(fā)出下一問(wèn)題；
子問(wèn)題3：如何避免閃電影響建筑物內(nèi)部
1、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想：用罩子把建筑物罩起來(lái)，并提供幾種選擇給學(xué)生；
2、進(jìn)行玻璃罩、封閉金屬罩、金屬網(wǎng)、更稀疏的金屬網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)演示
3、引導(dǎo)學(xué)生推理盡管封閉金屬罩看不見(jiàn)，但通過(guò)不同稀疏成都的金屬網(wǎng)實(shí)現(xiàn)屏蔽可推理出金屬罩也具有金屬屏蔽的作用；
4、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用靜電平衡的知識(shí)進(jìn)行靜電屏蔽原理的理解；
5、引導(dǎo)學(xué)生了解更多靜電屏蔽的應(yīng)用；
子問(wèn)題4：如何消除建筑物煙囪中的煙塵？
1、進(jìn)行靜電除塵的實(shí)驗(yàn)演示；
2、引導(dǎo)學(xué)生閱讀文本，并進(jìn)行靜電吸附的知識(shí)總結(jié)，了解相關(guān)應(yīng)用；
3、引導(dǎo)學(xué)生完成書(shū)后習(xí)題，以考察關(guān)于靜電平衡、靜電知識(shí)的掌握情況；
（四）延伸問(wèn)題：把產(chǎn)生電場(chǎng)的帶電體罩起來(lái)能否保護(hù)外部物品不受內(nèi)部電場(chǎng)的影響呢？
設(shè)計(jì)目的：利用外屏蔽現(xiàn)象進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用本節(jié)課所使用的一些思想方法，如模型建構(gòu)、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)推理等進(jìn)行問(wèn)題解決和原理分析，以促進(jìn)知識(shí)和方法的共同發(fā)展，提升課堂外延。
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：
1、提出問(wèn)題：把產(chǎn)生電場(chǎng)的帶電體罩起來(lái)能否保護(hù)外部物品不受內(nèi)部電場(chǎng)的影響呢？
2、引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)用什么用的方法來(lái)進(jìn)行問(wèn)題解決（實(shí)驗(yàn)探究、模型建構(gòu)、科學(xué)推理）
3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示；引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu)。
4、布置課后思考：外屏蔽的基本原理。
詳細(xì)實(shí)施流程
（一）導(dǎo)入部分：掌上閃電小玩具演示
師：今天我?guī)?lái)了一個(gè)小玩具，我們來(lái)看一下。
(演示：掌上閃電的放電)
師：想到了什么？
生：閃電。
師：這個(gè)玩具叫做掌上閃電，他和自然界中的閃電類(lèi)似，本質(zhì)上都是放電現(xiàn)象。只是和自然界中的閃電相比能量比較小。
（二）創(chuàng)設(shè)核心情境、提出核心問(wèn)題
師：下面我們用這個(gè)玩具來(lái)模擬一下閃電擊中玩具建筑物的場(chǎng)景。
師：我將掌上閃電倒置，代表云層，下面放上建筑物，為了讓大家更容易看到閃電對(duì)建筑物的影響，我在建筑物上掛上了一些小氖泡，只要有電場(chǎng)的影響或者被閃電擊中，氖泡就會(huì)亮起來(lái)。仔細(xì)看。
（演示：掌上閃電擊中建筑物）
師：閃電打中了建筑物各個(gè)部分，小氖泡也亮了，似乎并沒(méi)有什么嚴(yán)重的后果，那這些看似能量不大的放電現(xiàn)象就都是安全的么？
（演示：掌上閃電擊中建筑物，引燃棉花）
師：顯然，如果建筑物的建筑材料可燃，就會(huì)引起嚴(yán)重后果。那么我們今天就要一起來(lái)完成一個(gè)任務(wù)。那就是“雷雨天如何是建筑物免受傷害”。
（三）生成子問(wèn)題鏈，促進(jìn)知識(shí)理解
子問(wèn)題1：了解閃電的形成
師：俗話(huà)說(shuō)，知己知彼才能百戰(zhàn)不殆，要防止閃電帶來(lái)的危害，我們首先要了解閃電。所以我們今天的第一個(gè)任務(wù)就是“探究閃電的形成”。
師：首先我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)，看一看閃電的形成。
（演示：用金屬導(dǎo)體靠近帶小球，演示閃電的形成）
師：我們就把這個(gè)過(guò)程進(jìn)行一下模型建構(gòu)，把它變成物理場(chǎng)景。
師：導(dǎo)體靠近一個(gè)帶電體，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
生：感應(yīng)起電（靜電感應(yīng)）
師：那么正電的金屬球靠近枕形導(dǎo)體會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢？
生：A端帶負(fù)電，B端帶正電
師：前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，電荷之間作用力的本質(zhì)上是一個(gè)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)另一個(gè)電荷的作用，所以我們究其本質(zhì)，大家是否能夠從電場(chǎng)的角度，結(jié)合導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)運(yùn)用基于已有知識(shí)的科學(xué)推理來(lái)解釋一下感應(yīng)起電的原因么？
生1：（需要引導(dǎo)）電子在電場(chǎng)中受到與電場(chǎng)方向相反的作用力（向左），從而做定向移動(dòng)，左側(cè)負(fù)電荷多，所以左側(cè)帶負(fù)電，右側(cè)負(fù)電荷少，所以帶正電。
師：那么導(dǎo)體兩端的電荷會(huì)一直積累下去么？請(qǐng)大家前后左右四位同學(xué)討論一下。
生2：不會(huì)一直積累下去，因?yàn)楫?dāng)兩側(cè)積累的異種電荷之后，會(huì)形成一個(gè)新的電場(chǎng)E’，和原來(lái)的電場(chǎng)方向相反，根據(jù)矢量疊加原理，內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)變小；電荷繼續(xù)積累，E’繼續(xù)增大，內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)繼續(xù)減小，當(dāng)內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)減為0，導(dǎo)體內(nèi)部的電荷不再定向移動(dòng)，導(dǎo)體兩端的電荷也不再積累下去。
師：我們說(shuō)此時(shí)，該導(dǎo)體處于了靜電平衡的狀態(tài)。
所以說(shuō)，處于靜電平衡的導(dǎo)體，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0（板書(shū)），由于這個(gè)原因?qū)w內(nèi)的電荷也不再定向移動(dòng)（板書(shū)）
我們?cè)诜治鲆幌聦?dǎo)體內(nèi)部正負(fù)電荷的數(shù)量關(guān)系，他們是相等的，相當(dāng)于他們的代數(shù)和就是0，或者我們可以說(shuō)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷，電荷都在哪兒，左右兩側(cè)的表面，所以電荷只分布在外表面。
板書(shū)
一、靜電平衡
特點(diǎn)：
（1）E內(nèi)=0，導(dǎo)體內(nèi)電荷不再定向移動(dòng)
（2）導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈剩電荷，電荷只分布在外表面
師：我們剛才用的導(dǎo)體是尖端，那么導(dǎo)體一端如果是尖端的話(huà)，處于靜電平衡的導(dǎo)體尖端這一側(cè)的電荷會(huì)有什么特點(diǎn)？
生3：電荷受到電場(chǎng)力的作用會(huì)盡可能的往最左邊移動(dòng)，于是尖端一側(cè)的電荷會(huì)更為密集。
師：電荷密集則可以認(rèn)為尖端的電荷量比較大，那么尖端周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度也更大。
板書(shū)：
（3）尖銳處電荷更密集，周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度大
師：尖端周?chē)鼜?qiáng)的電場(chǎng)對(duì)周?chē)目諝猱a(chǎn)生了影響。
師：空氣中有結(jié)合較為緊密的分子，不易導(dǎo)電，但也有少量可以自由移動(dòng)的電荷，這些電荷在電場(chǎng)的作用下就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)。并撞擊結(jié)合較為緊密的分子。
師：原本結(jié)合緊密的正負(fù)電荷由于撞擊而分解成了更多自由電荷，我們成為空氣的電離，這些電荷又在電場(chǎng)力的作用下繼續(xù)定向移動(dòng)，電離產(chǎn)生的帶負(fù)電的粒子被尖端排斥而遠(yuǎn)離尖端，帶正電的粒子被尖端吸引而奔向尖端，與尖端上的負(fù)電荷中和。最后的結(jié)果等效于導(dǎo)體從尖端釋放負(fù)電荷。從而形成了我們看到的電火花，云層和大地之間產(chǎn)生的電火花其實(shí)就是閃電，而金屬尖端周?chē)碾妶?chǎng)更強(qiáng)，更容易放電，我們把這種放電現(xiàn)象叫作尖端放電。
板書(shū)：尖端放電
子問(wèn)題2：如何避免閃電直接擊中建筑物？
師：那么接下來(lái)，我們?cè)趺幢苊忾W電擊中建筑物？
生：安裝避雷針。
師：為什么避雷針可以保護(hù)建筑物？
生：尖端放電。
師：非常好，同學(xué)們很快學(xué)會(huì)了運(yùn)用已有的知識(shí)來(lái)進(jìn)行思考。但是我們還是眼見(jiàn)為實(shí)，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)一下。
（演示：安裝避雷針，掌上閃電更多擊中避雷針）
師：生活中許多建筑物頂端都安裝了避雷針，能夠有效地防止雷擊的危害。
師：將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端，可以起到避雷的作用。相當(dāng)于金屬針處于電場(chǎng)中的模型，我想請(qǐng)一位同學(xué)結(jié)合靜電平衡、尖端放電的原理說(shuō)一說(shuō)避雷針師如何起到避雷的作用的
生4：當(dāng)帶負(fù)電的云層靠近時(shí)，房屋頂端和避雷針頂端都會(huì)感應(yīng)出正電荷，尖銳的避雷針更容易放電，正電荷進(jìn)入大氣以及云層中和了其中的電荷。
師：請(qǐng)問(wèn)，這里顯示的避雷針的安裝是否存在問(wèn)題。提示一下：剛才我們用金屬長(zhǎng)針做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，兩邊都會(huì)放電，這意味著什么呢？又怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？
生5：避雷針底端連接房屋同樣會(huì)損害房屋，所以還需要進(jìn)行接地，從而將電子導(dǎo)入大地。
師：尖端放電不僅僅用于避雷針，其實(shí)我們身邊也有利用尖端放電的例子。比如說(shuō)煤氣爐灶上面的點(diǎn)火器。
子問(wèn)題3：如何避免閃電影響建筑物內(nèi)部
師：不知道大家注意到?jīng)]有，閃電影響下建筑物周?chē)男∧逝菔情W亮的狀態(tài)，這說(shuō)明什么？
生：說(shuō)明建筑物受到到了電場(chǎng)的影響。
師：如果建筑物里面有緊密儀器、電子設(shè)備也會(huì)受影響，那么我們?nèi)绾伪苊膺@種影響呢？
師：能不能用個(gè)罩子罩起來(lái)。
師：這樣，我們來(lái)做一下實(shí)驗(yàn)探究，我給大家一些選擇，我這邊有玻璃罩，金屬罩，金屬網(wǎng)罩，更稀疏的金屬網(wǎng)罩，大家選一選，你絕的哪種罩子可以保護(hù)建筑物不受電場(chǎng)影響。
生：那就先玻璃罩吧。
（演示：玻璃罩，金屬罩，金屬網(wǎng)罩，更稀疏的金屬網(wǎng)罩）
師：所以玻璃罩并不能起到保護(hù)作用，但金屬網(wǎng)罩不論疏密都可以起到保護(hù)作用，我們來(lái)做一下科學(xué)推理，盡管封閉的金屬罐我們無(wú)法看到內(nèi)部，但其同樣應(yīng)該可以起到保護(hù)作用。
這種性質(zhì)在技術(shù)上很有實(shí)用價(jià)值。把一個(gè)電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼或金屬網(wǎng)里，即使外部有電場(chǎng)，但金屬殼或金屬網(wǎng)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為0，外電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部?jī)x器不會(huì)產(chǎn)生影響。我們把金屬殼或金屬網(wǎng)的這種作用叫做靜電屏蔽。
師：靜電屏蔽是什么原理呢？
給大家一點(diǎn)提示：處于靜電平衡的導(dǎo)體，如果挖出一個(gè)空腔來(lái)，其內(nèi)部的電場(chǎng)有什么特點(diǎn)？
生：內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為0，所以我們看到內(nèi)部燈泡就不受電場(chǎng)影響。
生活當(dāng)中，靜電屏蔽也有很多應(yīng)用。比如說(shuō)高壓電線(xiàn)上工作的工人，除了穿著絕緣衣物，還要帶上金屬面罩；高壓線(xiàn)本身也通過(guò)增加的幾根電線(xiàn)構(gòu)成非常稀疏的金屬網(wǎng)來(lái)保護(hù)電線(xiàn)免遭雷電的損壞。
電纜的銅芯外除了包有絕緣層之外，還需要加上鋁箔和銅線(xiàn)編制網(wǎng)；電子線(xiàn)路板的包裝袋也是采用的包括金屬圖層的屏蔽袋；
子問(wèn)題4：如何消除建筑物煙囪中的煙塵？
師：前面我們都在討論防止靜電的危害，那么靜電有沒(méi)有可以利用的地方呢？我們直接來(lái)觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
（演示：靜電除塵）
師：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們除去了煙霧，大家猜一猜可能是什么原理呢？
生：電荷之間的吸引和排斥。
師：請(qǐng)大家閱讀課本第21頁(yè)，驗(yàn)證一下自己的想法。讀完之后請(qǐng)嘗試完成書(shū)后習(xí)題第2題
生：鋸條附近的電場(chǎng)更強(qiáng)，因?yàn)殇彈l有更多的尖端。
鋸條接負(fù)極，其附近的空氣更容易被電離，其中的正電荷向鋸條運(yùn)動(dòng)，電子向金屬片運(yùn)動(dòng)并吸附在上面，最后在重力的作用下落下去。煙塵就消失了。
師：除了靜電除塵，靜電噴涂、靜電復(fù)印等技術(shù)也應(yīng)用了靜電吸附的原理。
（三）總結(jié)及延伸問(wèn)題
我們今天圍繞“雷雨天如何使建筑物免受傷害”這一核心任務(wù)，在解決四個(gè)子任務(wù)的過(guò)程中掌握了，靜電平衡、尖端放電、靜電屏蔽以及靜電吸附等基本知識(shí)，并了解了他們的各種應(yīng)用。在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，我們運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)探究、模型建構(gòu)、科學(xué)推理等研究方法。
最后在給大家布置一項(xiàng)拓展性任務(wù)：如果把產(chǎn)生電場(chǎng)的帶電體罩起來(lái)能否保護(hù)外部物品不受內(nèi)部電場(chǎng)的影響呢？結(jié)合今天我們所用的研究方法，大家可以思考一下我們?cè)撊绾窝芯俊Ｎ覀円徊讲娇矗紫纫獙?shí)驗(yàn)探究
（演示內(nèi)屏蔽）要解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要做一下模型建構(gòu)，相當(dāng)于用金屬罩把帶電體罩起來(lái)的模型，
（演示：內(nèi)屏蔽）
回去之后請(qǐng)大家結(jié)合今天以及本章所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行一下科學(xué)推理：以上現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么？

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