資源簡介

《靜電的防止與利用》教學設計
教材來源：人教版高中物理
內容來源：必修三第九章第四節
主 題：靜電的防止與利用 第1課時
課 時：1課時
一、教材分析
本節課所采用的教材是人教版高中物理必修三第九章第4節的內容,本節的主要概念是靜電平衡，掌握靜電平衡的概念，理解靜電平衡的過程。引領學生共同參與討論這一過程，使他們明白自由電荷不再定向移動的條件。應用靜電平衡知識，認識尖端放電現象和靜電屏蔽現象，最后是靜電在實際生產生活中的應用。分析討論靜電在靜電復印、靜電噴漆和靜電除塵等技術中的應用。知道在有可燃氣體、粉塵的環境中如何防止靜電事故。
學情分析
金屬導體放在電場中，達到靜電平衡狀態是一個非常快的過程，但是對這一過程的分析卻十分重要。一定要帶領學生共同參與討論這一過程，使他們明白自由電荷不再定向移動的條件。這樣做不僅突出了重點，也為突破難點打下基礎。帶電導體的電荷分布的兩個特點對于學生來說是十分深奧的問題,必須通過實驗才能加深認識。靜電屏蔽現象以及靜電屏蔽的應用都必須做好演示實驗。
三、教學目標
1、通過理論分析，能說出什么是靜電平衡及其特點。
2、通過觀察實驗現象，能描述導體上電荷的分布，并解釋尖端放電的原理。
3、通過閱讀課本，能說出靜電屏蔽現象及其應用和靜電吸附的應用。
四、教學重點
掌握靜電平衡狀態下的導體特點。
五、教學難點
掌握靜電平衡的概念，應用靜電平衡知識認識導體的電荷分布特點、尖端放電、靜電屏蔽現象。
【實驗器材準備】 　
起電機、驗電器、橡膠棒、毛皮、金屬罩、自制的靜電除塵器和法拉第圓筒。
【教學過程】
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
環節1 導入新課 觀察實驗，發現當起電機工作時，煙霧消失了，停止搖動時，又又煙霧。思考煙霧去哪了？學習了今天的內容，我們就可以解釋這一現象了！ 展示學習目標，明確課堂所要研究的任務。 學生邊觀察實驗現象，思考問題。 激發學生的學習興趣和求知欲，并引出本節課的內容。
環節2 靜電平衡 問題1：將金屬導體放入電場中，金屬中的自由電子將怎樣移動？ 問題2：電子是否會永遠這樣定向運動下去？最終會出現怎樣的現象？ 【小結】1．靜電感應現象：放入電場中的導體，由于靜電感應，在導體的兩側出現感應電荷的現象。 2．靜電平衡狀態：導體內的自由電荷不再發生定向移動的狀態。 3. 靜電平衡的特點：導體內部的合電場強度處處為0，即。 鞏固練習：例1：如圖，長為L的導體棒原來不帶電，現將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端為R的某點.當達到靜電平衡時，棒上感應電荷在棒內中點處產生的場強的大小為多大 分析：導體中的自由電子沿電場的反方向移動；電子會積聚在導體左側；電子的積聚使導體左、右兩側出現等量異種電荷，使導體內部產生與方向相反的電場，使導體內部的電場強度削弱；當與大小相等時，導體內部的合電場強度，最終導體中的自由電子不再定向移動。 學生獨立做題，并展示答案 以師生互動的方式培養學生的分析能力、語言表達能力和歸納總結能力。
環節3 尖端放電 問題1：靜電平衡時導體上電荷怎么分布呢？觀察演示實驗，并總結電荷分布規律。 演示法拉第圓筒實驗 結論 靜電平衡時導體上電荷的分布特點： 結論1：導體內部沒有凈電荷，電荷只分布在導體的外表面。 結論2：在導體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大。 閱讀課本19頁第一段，回答下面問題： 問題2：什么是空氣的電離？ 問題3：什么是尖端放電？ 根據學生的回答，總結尖端放電的原理。 問題4：尖端放電的應用與防止有哪些？ （1）應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。 （2）防止：高壓設備中導體的表面盡量光滑，減少電能的損失。 觀察實驗，思考并總結出靜電平衡時導體上電荷的分布特點。 閱讀課本，回答問題。 培養學生觀察思考和歸納總結的能力。
環節4 靜電屏蔽 問題1：使帶電的金屬球靠近驗電器，但不接觸，箔片是否張開？用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則箔片是否會張開？下面我們通過實驗來尋找答案。 演示靜電屏蔽實驗 使帶電的金屬球靠近驗電器，但不接觸，箔片是否張開 解釋看到的現象。 觀察到箔片張開 原因:當帶正電的金屬球靠近驗電器時由于靜電感應，自由電子將向金屬球移動使得金屬球帶負電，簡片由于缺少電子帶正電。所以箔片會張開。 用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，觀察箔片是否張開。這個現象說明什么 觀察到箔片不會張開 原因:用金屬網把驗電器罩起來，導體的外殼對它的內部起到“保護”作用，使它的內部不受外部電場的影響，內部電場強度處處為零．電荷只分布在導體的外表面上，所以驗電器的箔片不張開，我們把這種現象稱之為靜電屏蔽。 總結： 1、靜電屏蔽：靜電平衡時，導體殼內空腔里的電場處處為零，外電場對殼內不會產生影響。 2、靜電屏蔽的應用 (1)把電學儀器放在封閉的金屬殼里。 (2)帶電工作的工人穿戴的工作服都是用包含金屬絲的織物制成。 (3)野外三條輸電線上方架設兩條導線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。 靜電的危害可能隨時發生，醫院的手術臺上，煤礦里，實驗室里等等，因此靜電的危害必須引起人們的警惕。 學生回答問題，觀察實驗，得出結論。 通過觀察實驗現象，更形象地理解靜電屏蔽。
環節5 靜電吸附 靜電雖然會有危害，但也可以利用。下面閱讀課本21頁靜電除塵，思考第一個演示實驗中，煙霧去哪了？ 利用靜電除塵，是煙霧中的粉塵被吸附在金屬片上。 繼續閱讀課本，分析靜電噴漆和靜電復印的工作原理。 總結： 1、靜電除塵：設法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達電極被收集起來。 2、靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。 3、靜電復印：利用帶負電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。 閱讀課本，回答問題。 鍛煉學生的自學能力，并解釋了課前的實驗現象，前后呼應。
環節6 課堂小結 今天，你學到了什么？ 知識小結：1.靜電平衡狀態下導體的特點 2.靜電平衡時,導體上電荷分布特點 3.尖端放電的應用 4.靜電屏蔽現象及其應用 5.靜電吸附的應用 學生嘗試總結。 讓知識系統化。
布置作業 課本22頁：練習與應用 及時練習鞏固
【板書設計】
靜電的防止與利用
1.靜電平衡狀態下導體的特點：
處于靜電平衡的導體內部電場強度處處為0
2.靜電平衡時,導體上電荷分布特點：
結論1：導體內部沒有凈電荷，電荷只分布在導體的外表面。
結論2：在導體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大。
3.尖端放電的應用和防護：避雷針、高壓設備導體表面盡量光滑。
4.靜電屏蔽現象及其應用：(1)把電學儀器放在封閉的金屬殼里。
(2)帶電工作的工人穿戴的工作服都是用包含金屬絲的織物制成。
(3)野外三條輸電線上方架設兩條導線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。
5.靜電吸附的應用：靜電除塵、靜電噴漆和靜電復印。
5

展開更多......

收起↑