2024-2025学年新教材高中物理 第一章 静电场的描述 第一节 静电现象教学实录 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第一节静电现象教学实录粤教版必修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第一节静电现象教学实录粤教版必修3设计意图本节课旨在通过实验和理论讲解，帮助学生理解和掌握静电现象的基本概念，建立静电场的初步模型。通过观察和实验，激发学生对静电现象的兴趣，培养学生的观察能力和实验操作能力。同时，通过理论分析，使学生理解静电场的基本性质，为后续学习静电场强度、电势等概念打下基础。核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验探究静电现象，提升学生提出问题、设计实验、分析数据的能力。增强学生科学思维能力，通过理论分析静电场的基本性质，锻炼学生逻辑推理和抽象思维能力。同时，强化科学态度与责任，引导学生认识到科学知识在生活中的应用，培养严谨求实的科学态度。教学难点与重点1.教学重点，

①静电现象的产生条件，即物体表面电荷的积累及其相互作用。

②静电场的形成和基本性质，包括电场线的概念、电场线的分布规律以及电场力的计算。

2.教学难点，

①理解静电场的抽象概念，如何将微观的电荷行为与宏观的静电场现象联系起来。

②掌握电场强度和电势的概念，理解电场强度与电势的关系，以及如何通过电场强度和电势计算电势能。

③静电场的实验验证，包括如何正确操作实验，如何从实验数据中得出结论，以及如何解释实验结果。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解静电现象的基本原理和静电场的基本性质，帮助学生建立清晰的知识框架。

2.实验法：通过静电现象的演示实验，让学生亲身体验静电的产生和作用，增强感性认识。

3.讨论法：引导学生对静电场中的问题进行讨论，培养学生的分析和解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示静电场的相关图像和动画，直观展示电场线的分布和电场力的作用。

2.教学软件辅助：运用教学软件模拟静电场的实验过程，提高实验的可操作性和趣味性。

3.实物演示：通过展示静电现象的实物模型，帮助学生理解抽象的静电场概念。教学过程一、导入新课

同学们，今天我们来学习第一章的第一节——静电现象。在日常生活中，我们经常会遇到静电现象，比如脱衣服时出现的火花、头发在干燥天气中竖起等。这些现象背后隐藏着怎样的科学原理呢？今天我们就来揭开静电现象的神秘面纱。

二、静电现象的产生与基本性质

1.静电现象的产生

同学们，静电现象是如何产生的呢？首先，我们来做一个简单的实验。请同学们拿出一张纸，用干燥的手快速摩擦这张纸，然后靠近小塑料尺。你会观察到什么现象呢？

（学生实验，观察现象）

2.实验分析与总结

3.静电现象的基本性质

静电现象具有以下基本性质：

a.电荷守恒：电荷不能被创造或消失，只能从一个物体转移到另一个物体。

b.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

c.电荷与电场的关系：电荷周围存在着电场，电场力作用于电荷。

三、静电场的形成与基本性质

1.静电场的形成

静电场的形成是由于电荷在空间中的分布不均匀，导致空间中存在电场。接下来，我们来探讨静电场的形成过程。

2.静电场的基本性质

静电场具有以下基本性质：

a.电场线的概念：电场线是用来形象地描述电场分布的一种假想线，其方向为正电荷所受电场力的方向。

b.电场线的分布规律：电场线从正电荷出发，指向负电荷，且电场线越密集，电场强度越大。

c.电场力与电场强度的关系：电场力F与电荷量q和电场强度E的关系为F=qE。

四、静电场的实验验证

1.静电场的演示实验

为了验证静电场的存在和性质，我们可以进行以下实验：

（教师演示实验）

2.实验结果与分析

a.在电场线密集的区域，塑料尺受到的电场力较大，摆动幅度较大。

b.电场线从正电荷出发，指向负电荷。

五、静电场在实际生活中的应用

1.静电除尘

静电除尘是一种利用静电场去除空气中尘埃颗粒的方法。通过高压静电场使尘埃颗粒带上电荷，然后通过电场力将其吸附在电极上，从而实现除尘。

2.静电复印

静电复印是利用静电场将图像转移到纸张上的技术。通过静电场使墨粉吸附在图像上，然后通过加热等方式将墨粉固定在纸张上。

六、课堂小结

七、课后作业

1.复习本节课所学内容，巩固静电现象、静电场的基本性质等知识点。

2.思考静电场在生活中的应用，并举例说明。

八、板书设计

一、静电现象的产生与基本性质

1.静电现象的产生

2.静电现象的基本性质：电荷守恒、电荷间的相互作用、电荷与电场的关系

二、静电场的形成与基本性质

1.静电场的形成

2.静电场的基本性质：电场线、电场线的分布规律、电场力与电场强度的关系

三、静电场的实验验证

1.静电场的演示实验

2.实验结果与分析

四、静电场在实际生活中的应用

1.静电除尘

2.静电复印教学资源拓展1.拓展资源：

-静电场的历史发展：介绍静电学的历史背景，从古代对雷电现象的观察，到静电现象在科学研究中的应用，以及现代静电学的发展。

-静电学的基本实验：介绍静电学中常用的实验设备和方法，如验电器、静电计、高压静电场发生器等。

-静电学在工业中的应用：探讨静电技术在工业生产中的应用，例如静电喷漆、静电植绒、静电复印等。

2.拓展建议：

-阅读科普书籍：推荐一些适合高中生的静电学科普书籍，如《静电的故事》、《电荷的秘密》等，通过阅读扩展知识面。

-观看教育视频：利用网络资源观看与静电学相关的教育视频，如静电现象的原理解释、静电场计算的实际应用等。

-参与科学竞赛：鼓励学生参加物理竞赛或科技创新活动，通过实际操作和项目研究深入理解静电学知识。

-探究静电现象：指导学生在家中进行简单的静电实验，如用静电喷瓶进行静电喷涂、制作简单的静电球等，提高实验操作能力。

-学习电磁感应：将静电学与电磁感应联系起来，学习电磁场的基本概念，理解电场和磁场之间的关系。

-了解现代技术：介绍静电学在半导体工业、新能源、生物医学等领域的应用，激发学生对物理学的兴趣和对未来职业的思考。板书设计1.静电现象的产生

①静电现象的定义

②静电现象的产生条件

③静电现象的实例：摩擦起电、静电感应等

2.静电场的基本性质

①电荷守恒定律

②电荷间的相互作用：同种电荷排斥，异种电荷吸引

③电场线的概念及特性：从正电荷出发，指向负电荷，密集处电场强度大

3.静电场的强度

①电场强度的定义：E=F/q

②电场强度的大小：E=kQ/r^2（库仑定律）

③电场强度的方向：正电荷所受电场力的方向

4.静电场的能量

①电势能的定义：电场中电荷所具有的能量

②电势能的计算：U=qV

③电势差：V=ΔU/Δq

5.静电场的应用

①静电除尘

②静电复印

③静电喷涂

④静电植绒典型例题讲解例题1：一个带正电的塑料球和一个带负电的塑料球相距10cm，它们之间的库仑力为2×10^-9N。求两球的电荷量。

解答：根据库仑定律，F=kQ1Q2/r^2，其中k为库仑常数，Q1和Q2分别为两球的电荷量，r为两球间的距离。

已知F=2×10^-9N，r=10cm=0.1m，k=9×10^9N·m^2/C^2。

代入公式得：2×10^-9=9×10^9×Q1×Q2/(0.1)^2

解得：Q1×Q2=2×10^-9×(0.1)^2/9×10^9

Q1×Q2=2×10^-9×0.01/9×10^9

Q1×Q2=2×10^-12/9×10^9

Q1×Q2≈2.22×10^-22C

由于两球分别带正电和负电，电荷量大小相等，方向相反，所以Q1=Q2≈1.11×10^-11C。

例题2：一个带电量为Q的点电荷位于原点，求距离点电荷r处的电场强度。

解答：根据电场强度的定义，E=F/q，其中F为点电荷在电场中所受的力，q为试探电荷的电量。

由于试探电荷q放在距离点电荷r处，根据库仑定律，F=kQq/r^2。

代入电场强度的定义得：E=kQ/r^2。

例题3：一个平行板电容器，板间距离为d，两板间电压为V，求电容器的电容。

解答：电容器的电容C定义为C=Q/V，其中Q为电容器储存的电荷量，V为电容器两板间的电压。

对于平行板电容器，电容C还与板间距离d和板面积A有关，C=ε0εrA/d，其中ε0为真空介电常数，εr为介质的相对介电常数。

由于电容C=Q/V，我们可以将Q表示为Q=CV。

代入电容的定义得：C=ε0εrA/d。

例题4：一个带电量为Q的点电荷在电场中受到的力为F，求该电场的电场强度。

解答：根据电场强度的定义，E=F/q，其中F为点电荷在电场中所受的力，q为试探电荷的电量。

由于题目中已给出点电荷的电量Q和所受的力F，我们可以直接代入公式计算电场强度。

E=F/Q。

例题5：一个电容器由两个平行板组成，板