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高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用教案设计
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用教案设计，共8页。教案主要包含了知识与能力，过程与方法，情感态度与价值观，静电屏蔽等内容，欢迎下载使用。
课题
7静电现象的应用
设计教师
单立强
授课教师
时间
课型
新授课
课时
1课时
教学
目标
一、知识与能力
1、了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
2、了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3、了解尖端放电和静电屏蔽现象。
二、过程与方法
通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培培养学生分析推理能力。
三、情感态度与价值观
体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平,培养学生的理论联系实际能力、科学探索精神。
重点
难点
重点：静电场中静电平衡状态下导体的特性；
难点：运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因
教法
讨论、探究、总结
教具
多媒体课件
教学过程设计
教材处理
师生活动
【引入】
复习问题：
1、电场的重要性质是什么？
（对放入场中的电荷有力的作用）
2、导体的重要特征是什么？
（由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 ）
3、什么是静电感应现象？
（把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象）
4、静电感应现象的实质是什么？
（感应起电是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分）
★问题：
在电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？ 是什么作用
教学过程设计
教材处理
师生活动
使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？ 金属导体内部有电场吗？
引导学生分析：
若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动，使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质。
【新课教学】
■一、静电平衡状态下导体的电场
分析：
导体置于电场中时，自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布。重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，直至最后无电荷定向移动为止，这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。
★问题：
什么是静电平衡状态；
（导体内的自由电子不再发生定向移动的状态）
★问题：静电平衡状态时具有什么样的特征？
特征：
1、处于静电平衡的导体内部的电场强度处处为零。
处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。可用反证法证明，若不垂直，沿表面有切向分量电荷将发生定向移动。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力不做功。
可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动。
二、导体上电荷的分布
一个导体，不论原来是否带点，放入电场中以后，都会由于静电感应而在导体的不同部位出现不同的电荷。那么，在静电平衡状态下，导体上的电荷怎么分布呢？
【演示】： 法拉第圆筒实验。
先用起电机使筒A带电，至A中箔片张开。
利用验电器B先从A外表面接触，再与金属球C接触，反复几次后，可看到C金属箔片张开。
教学过程设计
教材处理
师生活动
说明：A外表面游电荷
若使B与A内壁接触后再与C接触，则C金属箔片将不张开。
说明：A内壁无电荷
○静电场中导体的特点：
ⅰ：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。
ⅱ：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
三、尖端放电
导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。这就是尖端放电引起的后果。
★问题：为什么会引起这种后果？
☆：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。
★问题：什么是点晕放电？
☆：在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电。
★问题：什么是尖端放电？
☆：尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。
尖端放电演示仪
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
四、静电屏蔽
【演示】
先使金属球带电，然后移近验电器，由于静电感应，验电器的金属箔片张开，若把验电器置于金属网罩中，可发现验电器的金属箔片不张开。（下图）
教学过程设计
教材处理
师生活动
分析：金属网罩内无电场。任取一个导体壳，处于静电场中，壳内无电场。
反证法：若有电场，电场线发自壳壁，终止于壳壁，与壳是等势体相矛盾，这样的电场线不存在。
教学后记
板书设计
课题
7静电现象的应用
设计教师
单立强
授课教师
时间
课型
新授课
课时
1课时
教学
目标
一、知识与能力
1、了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
2、了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3、了解尖端放电和静电屏蔽现象。
二、过程与方法
通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培培养学生分析推理能力。
三、情感态度与价值观
体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平,培养学生的理论联系实际能力、科学探索精神。
重点
难点
重点：静电场中静电平衡状态下导体的特性；
难点：运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因
教法
讨论、探究、总结
教具
多媒体课件
教学过程设计
教材处理
师生活动
【引入】
复习问题：
1、电场的重要性质是什么？
（对放入场中的电荷有力的作用）
2、导体的重要特征是什么？
（由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 ）
3、什么是静电感应现象？
（把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象）
4、静电感应现象的实质是什么？
（感应起电是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分）
★问题：
在电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？ 是什么作用
教学过程设计
教材处理
师生活动
使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？ 金属导体内部有电场吗？
引导学生分析：
若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动，使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质。
【新课教学】
■一、静电平衡状态下导体的电场
分析：
导体置于电场中时，自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布。重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，直至最后无电荷定向移动为止，这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。
★问题：
什么是静电平衡状态；
（导体内的自由电子不再发生定向移动的状态）
★问题：静电平衡状态时具有什么样的特征？
特征：
1、处于静电平衡的导体内部的电场强度处处为零。
处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面垂直。可用反证法证明，若不垂直，沿表面有切向分量电荷将发生定向移动。
2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是等势面，沿导体表面移动电荷，电场力不做功。
可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动。
二、导体上电荷的分布
一个导体，不论原来是否带点，放入电场中以后，都会由于静电感应而在导体的不同部位出现不同的电荷。那么，在静电平衡状态下，导体上的电荷怎么分布呢？
【演示】： 法拉第圆筒实验。
先用起电机使筒A带电，至A中箔片张开。
利用验电器B先从A外表面接触，再与金属球C接触，反复几次后，可看到C金属箔片张开。
教学过程设计
教材处理
师生活动
说明：A外表面游电荷
若使B与A内壁接触后再与C接触，则C金属箔片将不张开。
说明：A内壁无电荷
○静电场中导体的特点：
ⅰ：处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。
ⅱ：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
三、尖端放电
导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。这就是尖端放电引起的后果。
★问题：为什么会引起这种后果？
☆：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。
★问题：什么是点晕放电？
☆：在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电。
★问题：什么是尖端放电？
☆：尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。
尖端放电演示仪
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
四、静电屏蔽
【演示】
先使金属球带电，然后移近验电器，由于静电感应，验电器的金属箔片张开，若把验电器置于金属网罩中，可发现验电器的金属箔片不张开。（下图）
教学过程设计
教材处理
师生活动
分析：金属网罩内无电场。任取一个导体壳，处于静电场中，壳内无电场。
反证法：若有电场，电场线发自壳壁，终止于壳壁，与壳是等势体相矛盾，这样的电场线不存在。
教学后记
板书设计
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