高中物理人教版選修3-1第一章第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案3

1、第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用、教學(xué)目標(biāo)1、通過對靜電場中導(dǎo)體的自由電荷運(yùn)動情況的討論，了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征。2、通過實驗了解靜電平衡時帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點3、了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象，關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象二、重點和難點重點：掌握靜電平衡的概念，理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征是本節(jié)的重點難點：應(yīng)用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特征，認(rèn)識導(dǎo)體的電荷分布特點是本節(jié)的難點。三、設(shè)計思路1、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用是本章的難點內(nèi)容，概念規(guī)律非常抽象。學(xué)生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程，才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點、規(guī)律?？朔季S定勢的負(fù)遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真

2、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究品質(zhì)。2、本課題設(shè)計的另一思路旨在讓學(xué)生認(rèn)真討論，積極參與，體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。這也是新課改的重要內(nèi)容。3、本節(jié)教學(xué)設(shè)計的過程為：首先學(xué)生活動：對不帶電的金屬導(dǎo)體放入電場中發(fā)生靜電現(xiàn)象的討論；然后學(xué)生歸納，教師總結(jié)得出靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點。最后通過兩道例題鞏固加深理解。四、教學(xué)流程教學(xué)進(jìn)程教師活動學(xué)生活動活動目標(biāo)及說明（一）引入新課：提問：1.電場的重要性質(zhì)是什么？2.金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？3、將金屬導(dǎo)體放入電場中自由電子會怎樣移動？回答1:對放入其中的電荷有力的作用。回答2:金屬導(dǎo)體中原子由原子核和電子組成，離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會脫離原

3、子核的束縛而在金屬中自由活動，成為自由電子，失去這種電子的原子便成為帶正電的離子。回答3:導(dǎo)體內(nèi)自由電子會因受到與場強(qiáng)方向相反的電場力的作用而向場強(qiáng)的反方向定向移動。通過鞏固相關(guān)學(xué)過的知識，使新課教學(xué)變得容易過渡語：在電場中的導(dǎo)體沿著電場強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。（二）探究新課：一、靜電平衡1:靜電平衡狀態(tài)出小冋題1.電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？2 電子是否會永遠(yuǎn)這樣定向運(yùn)動下去？3 .最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？學(xué)生分組討論每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。一組回答不準(zhǔn)確，另一組補(bǔ)充，修正回答1:導(dǎo)體兩面出現(xiàn)的正負(fù)電荷會在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場E0方向相反的感生電場E。這兩

4、個電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱?；卮?:只要導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷就會繼續(xù)增加，導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)會進(jìn)一步削弱，直到導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)等于零為止回答3:導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動第1、2兩個提問是解決靜電平衡問題的兩個重要問題。導(dǎo)體放在電場中，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)是一個非?？斓倪^程，但是對這一過程分析卻非常重要。這樣做不僅突出了重點，也為突破難點打下基礎(chǔ)教師畫圖闡述：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子（包括表面）不再發(fā)生定向移動時，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)3:靜電平衡的條件提問：靜電平衡的條件？通過學(xué)生們互相討論積極回答：£內(nèi)=0讓學(xué)生積極參與到課堂上來，

5、使之真正成為課堂的主人，學(xué)習(xí)的主人。體會學(xué)習(xí)的樂趣。過渡語：處于靜電平衡的導(dǎo)體有兩種：原來不帶電的導(dǎo)體和孤立的帶電導(dǎo)體4:靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點（1）場強(qiáng)的特點教師不再通過提冋的方式來解決問題，而是放開手腳讓學(xué)生自由討論發(fā)揮，但提示學(xué)生可以先從導(dǎo)體內(nèi)部的學(xué)生1回答：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零學(xué)生2回答：靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部的場強(qiáng)方向必跟該點的表面垂直?；卮?:假如不是這樣，場強(qiáng)就會有教師的引導(dǎo)，學(xué)生的積極參與得到知識，而不要作為一個知識點硬塞給學(xué)生，否則沒有感場強(qiáng)這個方面去思考。（當(dāng)學(xué)生回答內(nèi)部場強(qiáng)的特點時，教師順?biāo)浦厶岢鰧?dǎo)體外部場強(qiáng)的特點）提問1：導(dǎo)體外部場強(qiáng)為什么

6、有這樣的特點？提示學(xué)生可以用反證法一個沿導(dǎo)體表面的分量，導(dǎo)體上的自由電子就會發(fā)生定向移動，這就不是平衡狀態(tài)了。性認(rèn)識，容易忘記。對學(xué)生的積極回答要及時肯定，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。（2）電勢的特點提示學(xué)生根據(jù)已學(xué)過的關(guān)于電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系來探究電勢的特點學(xué)生3回答：根據(jù)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，若場強(qiáng)處處為零，則任意兩點間的電勢差為零，也就是導(dǎo)體上各點間的電勢都相等。所以，處于靜電平衡狀態(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體，它的表面是個等勢面。（電場強(qiáng)度處處為零則電勢對空間位置的變化率處處為零，空間各點的電勢相等）回答2:假如不是這樣，某兩點間就會存在電勢差，就有電場線的存在，導(dǎo)體上的自由電子就還會發(fā)生定

7、向移動，這就不是平衡狀態(tài)了。在分析和討論的過程中，教師要注意宏觀調(diào)控，穿插適當(dāng)?shù)闹敢蜌w納，做到放得開，收得攏。闡述：地球是個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體，這是我們可以把大地選做零電勢體的一個原因。等勢體是個難點，要給學(xué)生一定的討論、思維時間。讓學(xué)生體會得到結(jié)論。鞏固練習(xí)例1:學(xué)案導(dǎo)練1：如圖，將導(dǎo)體AB放在點電荷的附近。（1）判斷AB端各帶什么電？（2）用一根導(dǎo)線將A、B連接，電子是否會定向移動AB通過例題分析加深學(xué)生印象出1|（1）A端帶負(fù)電，B端帶止電（2）電子不會定向移動，因為導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)線連接的是電勢相等的兩個點，電何在這兩點間不會移動，就像用水管連

8、接高度相等的兩個裝水容器，水不會再水管內(nèi)流動一樣。例2:如圖，長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端為R的某點當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小為多大？0©二LaD-fK學(xué)生1回答：根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡的特點，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強(qiáng)與電電荷在此點產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向所以答案為：kq一2rL2、2R+<2丿(3)電荷分布的特點演示課本25頁的法拉第圓筒實驗(視頻演示)提問1：由實驗現(xiàn)象能得到什么結(jié)論？為什么？學(xué)生1回答：靜電平衡狀態(tài)下帶電導(dǎo)體的電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面學(xué)生2回答：因為導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部就不可能有

9、未被抵消的電荷，假如內(nèi)部某處有凈電荷，在它附近的場強(qiáng)就不可能為零。帶點導(dǎo)體的電荷分布特點對于學(xué)生來說是十分深奧的問題，必須通過實驗才能加深體會提冋2：帶電導(dǎo)體的電荷是否均勻分布在導(dǎo)體的外表面？引導(dǎo)學(xué)生看課本書第19頁圖1.4-5中乙圖，一頭大一頭小的導(dǎo)體電荷在外表面分布的情況學(xué)生2回答：電荷分布不均勻，越尖的地方電荷分布越多，越平的地方電荷分布越少。在教學(xué)過程中充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)媒體的作用，使它真正為提高教學(xué)質(zhì)量服務(wù)。尖端放電動畫演示尖端放電的實驗閱讀課本26頁尖端放電內(nèi)容并用自己的語言復(fù)述尖端放電的內(nèi)容及其應(yīng)用和防止教師總結(jié)：靜電平衡時，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒有電荷；在導(dǎo)體表面，越

10、尖銳的的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。靜電屏敝：教師帶領(lǐng)學(xué)生分析，教師講解時注意畫圖具有空腔的金屬導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)下，不僅導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零，而且腔內(nèi)場強(qiáng)也為零，因而置于腔內(nèi)的物體不受外界電場的影響，這種作用叫靜電屏蔽知識擴(kuò)展：1、空腔導(dǎo)體在外電場中處于靜電平衡，其內(nèi)部場強(qiáng)總等于零，因此外電場不可能對其內(nèi)部空間發(fā)生任何影響；2、空腔導(dǎo)體不接地的屏蔽為外屏蔽，空腔導(dǎo)體接地的屏蔽為全屏蔽若空腔導(dǎo)體導(dǎo)體內(nèi)有帶電體，在靜電平衡時，它的內(nèi)表面將產(chǎn)生異號的感生電荷，如果外殼不接地則外表面會產(chǎn)生與內(nèi)部帶電體同號的感生電荷，此時感應(yīng)電荷的電場將對外界產(chǎn)生影響，這時空腔導(dǎo)體只能對外電場屏敝，去卩

11、不能屏敝內(nèi)部帶電體對外界的影響，所以叫外屏敝；如果外殼接地，外表面產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通過接地線流入大地，外界對殼內(nèi)無法影響，內(nèi)部帶電體對外界的影響也隨之而消除，所以這種屏蔽較全屏蔽定義延伸：為了避免外界電場對儀器設(shè)備的影響，或者為了避免電氣設(shè)備的電場對外界的影響，用一個空腔導(dǎo)體把外電場遮住，使其內(nèi)部不受影響，也不使電氣設(shè)備對外界產(chǎn)生影響，這就叫做靜電屏蔽3、靜電屏敝的應(yīng)用：電子儀器設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的鉛皮等等都是用來防止外界電場干擾的屏蔽措施?？傊涸陟o電平衡狀態(tài)下，無論是空心導(dǎo)體還是實心導(dǎo)體；不論導(dǎo)體本身帶電多少，導(dǎo)體必定為等勢體，其內(nèi)部場強(qiáng)為零，這是靜電屏蔽的理論基礎(chǔ)；封閉導(dǎo)體殼

12、無論接地與否，內(nèi)部電場不受殼外電荷與電場的影響，接地封閉導(dǎo)體殼外電場不受殼內(nèi)電荷的影響，這種現(xiàn)象也叫靜電屏敝鞏固練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)例2：如圖所示，把一個帶正電的小球放人原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi)，小球帶不帶電？課后思考：為什么驗電器的頂部是金屬小球而不是針狀導(dǎo)體？疋學(xué)生回答：小球和球了飛殼內(nèi)表面均不帶點，Jj正電何只分布在球殼外表面。返紜學(xué)生回答，糾正、補(bǔ)充五、教學(xué)反思本節(jié)是這一章的難點，內(nèi)容抽象、深奧，并且要很好的體現(xiàn)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(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式或教師提問題、學(xué)生回答問題的單一做法。教師可創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，更主動的提出問題，解決問題。所以教師在組織和引導(dǎo)學(xué)