高中物理《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案4 新人教版選修3-1

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1、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征。了解靜電平衡時(shí)帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)。了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象。2.過(guò)程與方法通過(guò)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，培培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀體會(huì)生活中的靜電現(xiàn)象，提高抽象思維水平,培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力、科學(xué)探索精神。?二、教學(xué)設(shè)想緊抓電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的概念，先要講清靜電平衡的基本原理．再?gòu)碾妱?shì)的角度分析．導(dǎo)體剛放入電場(chǎng)中的瞬間，導(dǎo)體不同部位電勢(shì)不

2、同，所以負(fù)電荷向高電勢(shì)處移動(dòng)，正電荷向低電勢(shì)處移動(dòng)，結(jié)果由電勢(shì)疊加原理，高電勢(shì)處的電勢(shì)降低了，低電勢(shì)處的電勢(shì)升高了．當(dāng)導(dǎo)體各處電勢(shì)相等時(shí)，就再無(wú)電荷移動(dòng)，即導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。從而得到處于靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體的結(jié)論。從電場(chǎng)強(qiáng)度的角度分析，如果凈電荷分布在導(dǎo)體內(nèi)部，則內(nèi)部就會(huì)有沒(méi)有被抵消的電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下會(huì)定向移動(dòng)，這就違背了靜電平衡的定義．從電勢(shì)角度分析，如果凈電荷分布在導(dǎo)體內(nèi)部，則內(nèi)部就有電場(chǎng)，電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)是不同的，這就違背了處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是

3、一個(gè)等勢(shì)體的結(jié)論．所以孤立導(dǎo)體的凈電荷一定分布在它的外表面。對(duì)于尖端放電和靜電屏蔽采用先理論分析后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的教學(xué)方法。?三、教材分析本節(jié)由靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)、導(dǎo)體上電荷的分布、尖端放電、靜電屏蔽四部分內(nèi)容組成。本節(jié)的主要概念是靜電平衡，掌握靜電平衡的概念，理解靜電平衡的特征是本節(jié)的重點(diǎn)。利用靜電平衡知識(shí)，認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)、尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象是本節(jié)的難點(diǎn)。做好演示實(shí)驗(yàn)是這堂課的關(guān)鍵。?四、重點(diǎn)、難點(diǎn)靜電場(chǎng)中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性；運(yùn)用電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因?五、

4、教學(xué)方法綜合分析法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法?六、教具準(zhǔn)備起電機(jī)、驗(yàn)電器、金屬球殼、帶絕緣支架金屬球、法拉第圓筒、尖端放電演示儀、金屬網(wǎng)罩、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備七、教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入】復(fù)習(xí)：★問(wèn)題：1、電場(chǎng)的重要性質(zhì)是什么？（對(duì)放入場(chǎng)中的電荷有力的作用）?2、導(dǎo)體的重要特征是什么？（由做熱振動(dòng)的正離子和做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的自由電子組成）?3、什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象？（把電荷移近不帶電的異體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象）?4、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么？（感應(yīng)起電是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，是電荷從物體的一部分

5、轉(zhuǎn)移到另一部分）?★問(wèn)題：在電場(chǎng)中引入金屬導(dǎo)體后會(huì)對(duì)空間各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有影響嗎？是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動(dòng)的？此移動(dòng)一直進(jìn)行嗎？金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場(chǎng)嗎？引導(dǎo)學(xué)生分析：若是金屬導(dǎo)體，自由電子在電場(chǎng)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)。??????傾聽(tīng)、思考、回答↓??????增強(qiáng)記憶、為這節(jié)課的內(nèi)容做好鋪墊↓【新課教學(xué)】■一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)分析：導(dǎo)體置于電場(chǎng)中時(shí)，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(chǎng)反向的

6、電場(chǎng)，阻礙電荷定向移動(dòng)，直至最后無(wú)電荷定向移動(dòng)為止，這時(shí)感應(yīng)電荷電場(chǎng)與原電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零?！飭?wèn)題：?????????什么是靜電平衡狀態(tài)；（導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)）?★問(wèn)題：靜電平衡狀態(tài)時(shí)具有什么樣的特征？特征：1、處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直?？捎梅醋C法證明，若不垂直，沿表面有切向分量電荷將發(fā)生定向移動(dòng)。?2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是等勢(shì)面，沿導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功?？刹捎梅醋C法

7、，若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷，電荷周圍有電場(chǎng)，那么導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度將不為零，電荷將發(fā)生定向移動(dòng)。???????傾聽(tīng)、分析、回答、總結(jié)???????培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題的能力■二、導(dǎo)體上電荷的分布一個(gè)導(dǎo)體，不論原來(lái)是否帶點(diǎn)，放入電場(chǎng)中以后，都會(huì)由于靜電感應(yīng)而在導(dǎo)體的不同部位出現(xiàn)不同的電荷。那么，在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體上的電荷怎么分布呢？?【演示】：法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)。先用起電機(jī)使筒A帶電，至A中箔片張開(kāi)。利用驗(yàn)電器B先從A外表面接觸，再與金屬球C接觸，反復(fù)幾次后，可看到C金屬箔片張開(kāi)。（下圖）說(shuō)明：A外表面游電

8、荷?若使B與A內(nèi)壁接觸后再與C接觸，則C金屬箔片將不張開(kāi)。（下圖）說(shuō)明：A內(nèi)壁無(wú)電荷○靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn)：?。禾幱陟o電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上。ⅱ：在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷。（課本圖1.4-5）??????????傾聽(tīng)、觀察、思考、總結(jié)???????????培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問(wèn)題的能力■三、尖端放電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)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