高中物理教科版選修(3-1)1.7-教學設計-《靜電的應用及危害》(教科版)

高中物理教科版選修(3-1)1《靜電的應用及危害》教材分析教材分析《靜電現(xiàn)象的應用》是本章的難點內(nèi)容，概念規(guī)律非常抽象。學生只有在老師的指導下參與探究全過程，才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導體的特點、規(guī)律，克服思維定勢的負移和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W探究品質(zhì)。建議本節(jié)可以這樣設計：首先學生活動：對不帶電的金屬導體放入電場中發(fā)生靜電現(xiàn)象的討論；然后學生歸納，教師總結得出靜電平衡狀態(tài)下導體的特點，最后通過兩道例題鞏固加深理解。高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第1頁。教學目標高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第1頁。教學目標（一）知識與技能1、知道靜電感應產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)；2、理解靜電平衡時，導體內(nèi)部的場強處處為零，電荷只分布在導體的外表面上；3、知道靜電屏蔽及其應用。（二）過程與方法1、培養(yǎng)學生的觀察能力，邏輯推理的能力，分析問題的能力；2、掌握分析和綜合等思維方法。（三）情感態(tài)度與價值觀1、使學生在理解知識、獲取知識的同時體會到了理論聯(lián)系實際的意義；2、滲透具體問題具體分析的方法。教學重難點教學重難點【教學重點】靜電平衡導體的場強和靜電荷分布的特點。【教學難點】空腔導體靜電平衡時空腔內(nèi)的場強處處為零，電荷只分布在導體的外表面上。課前準備課前準備教學過程演示實驗器材，PPT，導學案教學過程1.實驗演示，猜想演示1、帶電體靠近驗電羽，學生觀察到：驗電羽張開。演示2、用金屬網(wǎng)罩罩住驗電羽，且讓帶電體與網(wǎng)罩接觸，驗電羽會怎樣？學生猜測：……。教師：為什么用金屬網(wǎng)罩罩住驗電羽，驗電羽就不張開了呢？將感應圈產(chǎn)生的高電壓加在裝有小鳥的鐵鳥籠上，再做實驗，證明小鳥是安全的。通過這些現(xiàn)象的觀察，讓學生帶著猜想進入新課。（利用設疑引入新課，迅速調(diào)動起學生的求知熱情,提高興奮點。）靜電感應2.1.1導體的特征：①復習：我們在初中學過導體，導體具有什么特征呢？高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第2頁。學生：金屬導體是由做熱振動的正離子和在它們之間做無規(guī)則的熱運動的自由電子組成的。高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第2頁。2.1.2靜電感應：提問：把導體放進電場中，導體內(nèi)部的自由電子做何種運動呢？引導學生：自由電子受到電場力的作用，除了做無規(guī)則的運動，還要向電場的反方向做定向移動。電腦進行動畫模擬靜電感應過程，介紹靜電感應。板書：把金屬導體放入電場中，導體內(nèi)部的電荷在電場力的作用下重新分布的現(xiàn)象，叫靜電感應。2.2靜電平衡狀態(tài)2.2.1靜電平衡狀態(tài)：引導學生分析圖4、圖5及圖6，結合動畫模擬過程，介紹靜電平衡狀態(tài)。師：由上面的分析可以知道，處于電場中的導體內(nèi)部的電荷在電場力的作用下作定向移動，這種定向移動最后停止，我們把這種狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。板書：導體上處處無電荷定向移動的現(xiàn)象叫靜電平衡狀態(tài)。2.2.2靜電平衡狀態(tài)的特點：引導學生分析：（1）內(nèi)部場強處處為零；（2）電荷只分布在導體的外表面。演示：法拉第圓筒實驗，驗證特點（2），引導學生注意觀察驗電器a、b的指針的張角變化情況。動畫模擬：法拉第圓筒實驗，模擬電子的分布及移動，如圖7，加以輔助理解。2.3應用2.3.1感應起電高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第3頁。提問：怎樣使一個不帶電的導體帶電呢？你能想出多少種方法？高中物理教科版選修(3-1)1全文共4頁，當前為第3頁。引導學生思考：摩擦起電、接觸起電，還有……強調(diào)先將兩導體分開，再移走帶電體。演示：感應起電過程，如圖。2.3.2靜電屏蔽師：請大家思考，我們開始上課時做的幾個演示實驗，為什么將驗電羽用網(wǎng)罩罩起來，就不能使驗電羽張開？雖然網(wǎng)罩帶即使用導線將驗電器和網(wǎng)連起來，也無法使指針張開呢？學生思考：……動畫模擬：有金屬網(wǎng)罩和無金屬網(wǎng)罩時電荷的分布情況，介紹靜電屏蔽及靜電屏蔽的應用。2.4練習：1.導體球a帶電量qa為2×10-7c，球殼b帶電量qb為5×10-7c，將導體球a放入球殼b內(nèi)與球殼內(nèi)壁相碰，再將導體球取出，則a、b所帶電量分別為qa=_____c，qb=_____c。由學生回答，cai課件不僅使學生看到金屬球殼b的電荷分布情況，還可以看到在導體球a與金屬球殼b接觸時a、b上電荷的移動及重新分布情況。板書設計:§1.7靜電現(xiàn)象的應用1、靜電平衡狀態(tài)(1)靜電平衡當導體中的電荷靜止不動，從而場強分布不隨時間變化時，導體就達到了靜電平衡。(2)靜電平衡狀態(tài)導體中（包括表面）沒有電荷的定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)。(3)靜電平衡的條件處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部的場強處處為零。(4)靜電平衡導體的性質(zhì)①處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面上任何一點的場強方向都跟該點的表面垂直；②處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只能分布在導體的外表面上。2、靜電屏蔽(1)靜電屏蔽導體殼(金屬網(wǎng)罩)能保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受