高中物理《靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用》教案2 教科版選修1-1

1、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課題1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用備課時(shí)間上課時(shí)間總課時(shí)數(shù)2課程目標(biāo)知識(shí)與技能1、認(rèn)識(shí)靜電感應(yīng)，知道感應(yīng)起電的原理和感應(yīng)電荷正、負(fù)的判定。2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點(diǎn)，導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上；3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。過程與方法通過觀察演示實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析推理，培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和推理，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法，以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性，即其電荷分布、電場分布等是重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用電場有關(guān)知識(shí)，分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因是難點(diǎn)。教學(xué)過程二次

2、備課（一）復(fù)習(xí)提問，引入新課1思考與討論：（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？（2）自由電子怎樣移動(dòng)？（3）自由電子會(huì)在什么地方積聚？（4）電子的積聚會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？（5）最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？電場中的導(dǎo)體2、問題：當(dāng)我們把導(dǎo)體放入電場中，導(dǎo)體上的自由電荷處于電場中將受電場力作用，這時(shí)的導(dǎo)體與無電場時(shí)的導(dǎo)體相比有什么不同特征？引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)：若是金屬導(dǎo)體，自由電子在電場力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布，從而引起導(dǎo)體的某些新的性質(zhì)（二）進(jìn)行新課（一）靜電感應(yīng)1、演示實(shí)驗(yàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象：在電場中的導(dǎo)體沿著電場強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)外電場撤掉，導(dǎo)

3、體兩端電荷又中和，可見靜電感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體上凈電荷仍然為零將不帶電的導(dǎo)體置于電場中時(shí)，導(dǎo)體那自由電荷受力，發(fā)生定向移動(dòng)，從而重新分布重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與原電場反向的電場，阻礙電荷定向移動(dòng)，該電場與外電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱，只要內(nèi)部場強(qiáng)不為零，導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷便繼續(xù)增加，導(dǎo)體的內(nèi)部電場就會(huì)繼續(xù)削弱，直至導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)都等于零的時(shí)候?yàn)橹?，這時(shí)導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷的定向移動(dòng)的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)總結(jié)：靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體上處處無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài) 特征：導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零在這個(gè)特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論，可得靜電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)2、強(qiáng)調(diào)：處于靜電平衡

4、狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零而且處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上這是為什么呢？為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，可采用反證法，若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷，電荷周圍有電場，那么導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動(dòng)（二）、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1、尖端放電 1）、演示尖端放電導(dǎo)體尖端附近的電場特別強(qiáng)，它會(huì)導(dǎo)致一個(gè)重要的后果，就是尖端放電。再導(dǎo)體尖端附近放一根點(diǎn)燃的蠟燭。當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時(shí)候，火焰就好像被風(fēng)吹動(dòng)一樣朝背離尖端的方向偏移。這就是尖端放電引起的后果。原因：因?yàn)樵诩舛烁浇鼜?qiáng)電場的作用下空氣中殘留的離子會(huì)發(fā)生激烈的運(yùn)動(dòng)。在激烈的運(yùn)動(dòng)過程中它們和空氣分子相碰時(shí)，會(huì)使空氣分子電離，從而產(chǎn)生大量新的

5、離子，這就使空氣邊得易于導(dǎo)電。與尖端上電荷同號(hào)的離子受到排斥而飛向遠(yuǎn)方，蠟燭的火焰偏移就是受到這種離子形成的“電風(fēng)”吹動(dòng)的結(jié)果。在強(qiáng)電場作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電位面密，電場強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象2）、閃電防護(hù)雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓” 造成傷害所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差，如若人的兩腳分得很開，分別接

6、觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，則兩腳間便形成較大的電位差，有強(qiáng)電流通過人體使人受傷害 三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近，不可手持金屬體高舉頭頂四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊總之，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì)3）、介紹幾種避雷針和武當(dāng)雷火煉殿2、靜電屏蔽1）演示實(shí)驗(yàn)小鳥在籠中 2）演示：靜電屏蔽 3）、用靜電平衡現(xiàn)象的特征解釋靜電屏蔽：三、課堂小結(jié)：1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象：2、靜電平衡及靜電平衡的特征：3、尖端放電：4、靜電屏蔽：四、作業(yè)：問題與練習(xí)鞏固練習(xí)1.當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，場強(qiáng)方面的特征是 A外電場E0消失 B感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E為零C導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)E為零 D導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場強(qiáng)均為零2.一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正電荷，其電場分布是圖中的哪一個(gè)3.如