高中物理-静电现象的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

1、静电现象的应用教学设计课题静电现象的应用课程物理学段选修3-1年级高一教材书名：物理 出版社：人民教育出版社出版日期：2010.4教学背景分析课标要求了解静电现象及其在生活和生产中的应用，说出静电现象在生活和生产中有哪些应用。例如，通过查阅资料、阅读说明书、观察实物 等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施 的基本原理。列举静电现象在生活和生产中有哪些危害及防止静电危 害的措施。例如：在可燃气体环境中静电可能造成的危害以及常见的 预防措施。教材分析静电现象的应用 是人教版高中物理选修 3-1第一章第七节的 内容，静电现象的应用是静电场的重要应用，学好本节内容对今 后处理物理

2、问题以及学习新的物理知识都是至关重要的，本节是这一章的难点，主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电 平衡的特征是本节的重点。应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏敝现象为本节的难点、做好演示实验是这堂课的关键。冋时静电现象的应用的知识与人们的日常生活、生产技术和 科学研究有着密切的联系，颇有趣味性和实用性。因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。通过本节课学习，一方面，学生可以加强对 静电场知识的理解，掌握和运用；另一方面，学生可以体会到“提高 自身科学素养”的学科体验，从而激发学生的学习兴趣。学情分析学生知识分析：学生已经知道了感应起电的原理，理解了电场强度的

3、概念，会计算电场强度的叠加。初中已经学习过电流的概念，知道电流是由自由电何的定向移动形成。学生能力分析：通过一年对高中物理的学习，高二学生已经具备分析和归纳、具体和抽象的思维能力，具备了一定的分析、解决和对问 题进行反省的能力， 具备了自主学习和合作学习的能力，具有一定的科学探究的意识，为本课题的学习做好了思维能力和实验能力的准备。教学目标知识技能学生通过对静电场中导体的自由电何运动情况的讨论，理解静电平衡状态的概念。学生通过理论分析和实验验证总结并理解导体在静电平衡状态下 的特征；了解静电现象的两个应用尖端放电和静电屏蔽。并拓展讲解在日 常生活和生产中有关静电现象的应用的实例。过程方法通过静

4、电平衡的理论推导和实验验证，了解物理学的研究方法；尝试运用静电现象分析解决一些与生产生活相关的物理问题，从而培养学生自主学习能力和理论联系实际的能力。情感态度通过科学探究和分组实验，培养学生实事求实的科学态度和团队合作精神。2。 通过用静电现象解释和演示实验，让学生体会物理学对人的生活、 生产的影响和对社会发展的贡献，激发学生保护环境、探索科学的热 情。教学重点1.静电平衡的特点；2.静电现象的两个应用。教学难点用实验验证导体静电平衡下的各个特点。教学器材多媒体、ppt课件、感应起电器、法拉第圆筒、验电计、法拉第笼、金属薄片教学方法教师启发、引导、学生讨论、交流、分组实验、媒体展示、实验演示。

5、研究问题探究带电导体电荷的分布情况。尖端放电的物理原理。静电屏蔽现象电场的分布特点。教学过程流程内容目的1、播放“中国达人秀”卢驭龙控制闪电视频。课程导入导入过程针对视频引导学生注意三个方面：1、此视频是真实的，而非特效制作；2、禁止模仿，强电玉，比较危险；3、应当多思考其中蕴含的物理 原理。这就是今天我们要探究的内容，“静电现象的应用”，为了更好的探究这个问题，我们先复 习回顾一下两个知识点。2、复习回顾：（师生问答）（1）提问三种起电方式：接触起电、摩擦 起电、感应起电。（2）提问感应起电的特点：1、通过播放视频， 激发学生对科学的 热爱，培养学生动手 创造的能力。同时引 导学生思考该视频

6、 中蕴含的物理原理。 并为静电屏敝和尖 端放电埋下伏笔。2、通过回顾感应 起电的特点引出静 电感应的实质探究。AI Tf近端带异种电 记作“近异远同原因：同种电对于静电感应m荷，远端带同种电荷，也可以。m荷相斥，异种电荷相吸。7,我们原来只是初步认识它的新课教学E =0匚1、简单情景易于 学生突破，分层设 置问题，可以唤起学 生的知识储备，增强 学生的逻辑推理能。 同时加深对理论的 理解。2、从简到难，让 学生先从力与运动 的角度分析电子的 运动情况，逐步过渡 到对感应电场方向的判断。3、得出静电平衡 的概念即当感应电 荷的电场与原电场 大小相等时，此时内 部合场强为零，电子 就不会定向运动了

7、。 导体处于静电平衡 状态。三个实验层层递 进逐步验证静电平 衡的特点，锻炼学生 的合作能力，动手能 力、观察能力和总结特点，下面我们探究一下它的实质。静电感应的实质（理论探究：师生问答）1、情景设置：我们可以构建这样一个简单的 物理模型，即金属导体置于匀强电场中，金属 导体中有大量的自由电子，接下来我们来思考 一下会发生什么事情？2、问题设置：（1）为什么金属导体才可以发生静电感应？ 绝缘体原子核对电子的束缚能力较强，而金属导体原子核对核外电子的束缚能力较弱，内 部存在自由电子。引出静电感应的前提是内部 有自由电荷。（2）在外加电场前金属导体内部自由电子的 静电感应运动情况？不规则运动。（3

8、）在外加电场后金属导体内部自由电子的 运动情况？在静电力的作用下定向移动。（4）金属导体内部的自由电子会源源不断向 外表面运动吗？随着自由电荷的定向移动，感应电荷不断堆 积，感应电场不断增强，总有一个时刻感应电 荷产生的电场会与外加电场等大反向，使内部 合场强为零。（5 ）一个孤立带电金属导体，能不能到达静 电平衡状态？考察和训练学生对知识的迁移能力，用刚才 分析处在匀强电场下金属导体的方法去分析并 得出孤立导体在自身激发电场的作用下也会达 到静电平衡状态。静电平衡的特点：（理论探究和实验验证）1、处于静电平衡的导体内部的场强处处为零。静电平衡通过对静电感应的探究可以发现静电平衡最显著的特点是

9、导体内部的场强处处为零。我们 可以通过实验更直观的验证一下这个结果。实验一：验证内部场强为零（教师演示实验）能力。知识,快乐。在探究中获取在实验中获取实验结果：使法拉第笼带电后，法拉第笼内 部箔片不张开，外部箔片张开。说明静电平衡 的导体内部没有电场，外部有电场。2、思考：那么任意两点间还会有电势差吗?引导学生从基本原理出发，通过静电力做功 特点，证明导体内部任取两点电势差均为零， 即任意两点电势均相等。从而得出静电平衡的 第二特点：处于静电平衡的整个导体是个等势 体，外表面为等势面。3、提问：导体外表面的电场线是如何分布 的?由于电场线始终与等势面垂直，且处于静电 平衡的导体外表面是等势面，

10、则可以得出，电 场线与外表面垂直。4、思考：静电平衡下的导体，净电荷是如何 分布的？实验二：法拉第圆筒实验一一探究带电导体 的电荷分布情况（学生分组实验）（1 ）实验器材：丝绸、玻璃棒、取点小球、 空腔导体（法拉第圆筒）、验电器（2）实验步骤：用丝绸摩擦玻璃棒，将带电的玻璃棒与 空腔导体接触，使空腔导体带电。用取电小球与空腔导体内部接触，再与 捡电器接触。实验结果：验电器没有张角，说明内部不分 布电荷。用取电小球与空腔导体外部接触，再与验电器接触。实验结果：验电器有张角，说明外部分布电 荷。（3）实验结论：导体所带净电荷只分布在外 表面。5、思考：导体所带的净电荷是均匀分布在外 表面的吗？实验

11、三：探究导体所带净电荷在外表面的分 布密度情况尖锐的地方分布密度较大（教师演示实验）尖端放电1、通过演示尖端 放电实验，点燃学 生激情，将实验推 向高潮，同时过渡静 电的应用一尖端放 电，起到承上启下的 作用。2、通过播放雷击实验现象：在弯曲的金属板上贴上纸条，当 金属板带电时，越尖凸的地方纸条张角越大， 说明电荷分布密度较大，越凹陷的地方纸条的 张角越小，说明电荷分布密度较小。实验结论：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。1、尖端放电（理论探究与实验验证）通过刚才的实验我们知道静电平衡下的带电 导体电荷主要分布在比较尖锐的地方，那么当 电荷积累到足够多时，会发生什么

12、现象呢？由于带电导体的净电荷，只分布在外表面， 且越尖锐的位置电荷分布密度越大。则会出现 尖端放电现象。实验四：尖端放电现象（教师演示实验）思考讨论：蜡烛为什么会被吹灭掉？（学生 分组讨论）尖端电荷分布密度大，电场强度大使残 留带电粒子剧烈运动一一粒子撞击使空气分子 电离异种电荷在尖端中和，同种电荷排斥 远离尖端形成空气流动一一相当于尖端把电荷 释放到空气中11现象的视频，使学生 感受震撼雷击现象， 美丽又可怕，自然界 的力量的伟大。同时 利用静电感应和尖 端放电分析雷击现 象物理原理。3、通过实验模拟 雷击现象和避雷针 的工作原理。视频使 原理更加清晰，实验 使原理更加震撼，图 片让理论与生

13、活联 系更加紧密，加深学 生对尖端放电的理 解和对科学的敬畏。思考：若在尖端对面放一电极，尖端放电时 则可以看到什么现象？可以看到电弧，弓I出闪电即雷击现象。2、雷击现象：（理论探究）雷击现象是自然界中一种自然的放电现象。播放雷击现象的视频，使学生感受雷击现象。利用静电感应和尖端放电分析雷击现象物理 原理。3、尖端放电应用一一避雷针静电屏蔽及应用实验五：模拟雷击现象和避雷针的工作原理 （教师演示实验）1、静电屏蔽（理论探究）通过解密“中国达 人秀”卢驭龙控制闪 电视频所蕴含的物 理原理，激发学生对如图所示，根据静电平衡，金属球内部的合 场强处处为零。思考讨论：在不改变外表面面积的情况下将 金属

14、球掏空，内部的合场强是否仍然处处为 零？由于带电导体的电荷只分布在外表面，外表 面面积不变，电荷分布情况不变，开始导体内 部合场强处处为零，掏空后合场强仍处处为 零。处于静电平衡状态的导体，内部区域不受外 部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。2、静电屏蔽应用图片展示静电屏蔽的应用：科学的热爱，培养学 生动手创造的能力。然后让学生说出 信号线防静电包装 袋、电脑主机箱中屏 蔽的原理。拉近物理 与生活的距离，学以 致用，增强学生的理 论联系实际能力。3、解密“中国达人秀”卢驭龙控制闪电视电子仪器包装外套、通信电缆、网络信号设 备机柜、高压输电屏蔽线。频所蕴含的物理原理。强电压带电作业静电屏蔽服、尖

15、端放电提问：其他静电屏蔽现象的应用孕妇防辐射服等。扩展延伸1、静电屏蔽可以屏蔽外部电场，即导体内部 区域不受外部电场的影响。2、思考：若将一正点电荷放在一个不带电的空心金属球球心处，其电场分布情况如何?培养学生平时对周边事物认真观察、勤于探索的科学习惯。静电屏敝不能屏敝内部电场3、思考：若将球外壳接地，情况接地后可以做到双向屏蔽。己又如何？课堂小结本节课你都学到了什么？谈谈你的感想？对知识进行回顾和梳理作业课时达标训练1-7题板书设计第7节静电现象的应用一、静电感应：自由电荷一一定向移动一一平衡二、静电平衡.内部合场强处处为零导体是等势体，外表面为等势面.电场线垂直于导体外表面4.带电导体的电

16、何只分布在外表面，越尖锐分布密度越大三、尖端放电与避雷针应用四、静电屏敝简洁、清晰、重点 突出，给学生一个知 识的线索教学效果从学生已有的知识出发引入新课内容，可以降低教学的难度达到温故知新 的效果。对于比较抽象的教学内容，演示实验给学生带来更直观的感性认识，通过 对实验现象的观察分析学生更容易接受和理解教学内容，提高学习的积极性和自 动，做好演示实验是本节教学的关键。静电现象的实验受气候环境的影响很大， 特别是在雨季湿热的气候环境下，做静电实验尤其不易，所以实验的准备工作很 重要。课后反思由于天气原因，空气比较潮湿，导致有些实验不容易完成，从而取消了学 生动手实验环节，是本节课的一大缺憾，课

17、程准备应该更充分一些，可以设计更 容易实现的实验，以提高学生的参与度从参与、亲和、自由、整合、练习和延展六个维度来讲，学生的参与度和 资源的整合度还需进一步提升，从目标达成角度来看基本达成，课堂实验还需改 进。静电现象的应用学生学情分析(1) 学生知识分析 : 学生已经知道了感应起电的原理，理解了电场 强度的概念，会计算电场强度的叠加。初中已经学习过电流的概念， 知道电流是由自由电荷的定向移动形成。(2) 学生能力分析 : 通过一年对高中物理的学习，高二学生已经具 备分析和归纳、具体和抽象的思维能力，具备了一定的分析、解决和 对问题进行反省的能力， 具备了自主学习和合作学习的能力， 具有一 定

18、的科学探究的意识， 为本课题的学习做好了思维能力和实验能力的 准备。静电现象的应用效果分析(1)从学生已有的知识出发引入新课内容， 可以降低教学的难度 达到温故知新的效果。(2)对于比较抽象的教学内容， 演示实验给学生带来更直观的感 性认识，通过对实验现象的观察分析学生更容易接受和理解教学内容， 提高学习的积极性和自动， 做好演示实验是本节教学的关键。 静电现 象的实验受气候环境的影响很大，特别是在雨季湿热的气候环境下， 做静电实验尤其不易，所以实验的准备工作很重要。静电现象的应用教材分析静电现象的应用是人教版高中物理选修 3-1 第一章第七节的 内容，静电现象的应用是静电场的重要应用，学好本

19、节内容对今 后处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的 , 本节是这 一章的难点，主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电1D.a右端的电势和左端的电势相等,a受c的静电力为吸力平衡的特征是本节的重点。应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象为本节的难点、做好演示实 验是这堂课的关键同时静电现象的应用的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的联系，颇有趣味性和实用性。因此学习这部分知 识有着广泛的现实意义。通过本节课学习，一方面，学生可以加强对 静电场知识的理解，掌握和运用；另一方面，学生可以体会到“提高 自身科学素养”的学科体验，从而激发学

20、生的学习兴趣。静电现象的应用评测练习1如图所示，两个不带电的导体 A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，（）A .此时A带正电，B带负电B .此时A电势低，B电势高C .移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D .先把A和B分开，然后移去 C,贴在A、B下部的金属箔都闭合2.如图所示，a为原来不带电的导体棒，b为绝缘支架，现将一带正电荷的小球c移到a附近，达到静电平衡后。（）A.a右端的电势比左端的电势低,B . a右端的电势比左端的电势髙,a受c的静电力为吸力a受c的静电力为斥力C. a右端的电约和左端的电势相等,a受c的静电力为斥力3.如图所示，在一个原来不带电的半径为R的金属球旁，放置一个电量为 q的点电荷，点电荷距球心的距离为 r, r R.以k表示静电力常数。在静电平衡时，球上全部感应电荷在球心0处产生的电场强度的大小应为（C. k4.下列现象中，不属于防止静电危害的是（A .在很高的建筑物顶端装上避雷针B .在高大的烟囱中安装静电除尘器C .油罐车后面装一根拖在地上的铁链条D .存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴5.下列图片显示的技术中，属于防范静电危害的是（