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靜電現象的應用的教學設計
靜電現象的應用的教學設計
【教學目標】
㈠知識與技能
1．知道靜電感應產生的原因，理解什么是靜電平衡狀態
2．理解靜電平衡時，凈電荷只分布在導體表面且內部場強處處為零
3．知道靜電屏蔽及其應用
㈡過程與方法
結合實物觀察與演示，分析理解靜電平衡時帶電導體上電荷的分布特點。
㈢情感態度與價值觀
通過分析生活的現象引導學生體會生活、生產中的靜電現象，培養學生探究生活中事物的興趣。
【重點難點】
重點：掌握靜電平衡的概念，理解導體處于靜電平衡狀態的特征是本節的重點
難點：應用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特征，認識導體的電荷分布特點是本節的難點。
教學策略：教師的引導，學生的討論、評議；再加動畫演示和實驗演示加深體會。
【設計思路】
1、《靜電現象的應用》是本章的難點內容，概念規律非常抽象。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下導體的特點、規律。克服思維定勢的負遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養學生認真嚴謹的科學探究品質。
2、本課題設計的另一思路旨在讓學生認真討論，積極參與，體驗探索自然規律的艱辛和喜悅。培養學生學習物理的興趣。這也是新課改的重要內容。
3、本節教學設計的過程為：首先學生活動：對不帶電的金屬導體放入電場中發生靜電現象的討論；然后學生歸納，教師總結得出靜電平衡狀態下導體的特點。最后通過兩道例題鞏固加深理解。
【教學方法】
推理歸納法、問題解決法、實驗法
【教具準備】
驗電器、法拉第圓筒、有絕緣柄的金屬球一個、金屬網罩、收音機、感應起電機、導線若干
【教學過程】
(一)復習提問
1、什么是靜電感應現象？
2、靜電感應現象的實質是什么？
3、在靜電感應時用手摸一下導體，再移走源電荷，則導體帶什么電？
若將導體接地則情況如何？左端接地呢？
(二)新課教學
一、電場中的導體
1、金屬導體的特征：
由做熱振動的正離子和做無規則熱運動的自由電子組成
2、靜電感應現象
問題：在源電荷的電場中引入金屬導 體后會對空間各點的場強有影響嗎？是什么作用使金屬內的電子定向移動的？此移動一直進行嗎？金屬導體內部有電場嗎？
答：使空間電場重新分布
源電荷的電場使導體內部自由電子定向移動
3、靜電平衡狀態：導體（包括表面）中沒有電荷定向移動時的狀態叫靜電平衡狀態
4、靜電平衡狀態下導體的特點：
⑴內部場強處處為零（不為0則自由電子將繼續移動直至合場強為0）
⑵導體中沒有自由電荷定向移動
⑶凈電荷分布在導體表面
實驗證明：法拉第圓筒實驗
⑷導體表面附近電場線與表面垂直
理論證明：中性導體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面
反證法：若內部有自由電荷，則內部場強不為0，導體就不是處于靜電平衡狀態
5、靜電平衡時導體周圍電場分布：
上圖空間實際電場分布，不會出現虛線電場線
二、靜電屏蔽
1、空腔導體的特點：
凈電荷只分布在外表面，內表面不帶電，空腔內沒有電場
2、靜電屏蔽
外部電場對內部儀器沒有影響 若將源電荷置于空腔內，則外對內
沒有影響，但內對外有影響
實驗演示：將收音機置于金屬網罩內則聲音大小減小
若將球殼接地，則內外各不影響
3、應用
電學儀器和電子設備外面套有金屬罩
通信電纜版面包一層鉛皮
高壓帶電作業人員穿金屬網衣
通訊工具在鋼筋結構房屋中接收信號弱
(三)鞏固練習
【例1】如圖所 示，在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一正電荷，試分析A、B、C三點的場強：
A．EA ≠0，EB =0，EC =0
B．EA ≠0，EB ≠0，EC =0
C．EA ≠0，EB ≠0，EC ≠0
D．EA =0，EB ≠0，EC =0
【例2】如圖所示，A、B是兩個架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導線連接，現用一帶 正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導線，然后移走C球，則A、B帶電情況：
A．A球帶正電，B球帶負電
B．A球帶正電，B球不帶電
C．A球不帶電，B球帶負電
D．以上說法都不正確
【例3】長為L的金屬 棒原來不帶電，現將一帶電荷量為q的正電荷放在距棒左端R處且與棒在一條線上，則棒上感應電荷在棒內中點O處產生的場強的大小 ，方向 。
(四)小結
1、靜電平衡狀態下導體有什么特點？
2、靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應用？
【布置作業】
完成《同步作業》
【板書設計】
第七節 靜電現象的應用
一、靜電感應
把金屬導體放進電場中，由于電場力的作用，兩端會分別出現正負電荷，這種現象叫做靜電感應
由于靜電感應產生的電荷叫做感應電荷
感應起電
二、靜電平衡
處于靜電平衡狀態的導體的基本特點：
⑴體內部的場強處處為零，電場線不能進入導體內部；
⑵體所帶的凈電荷只能全部分布在導體的表面上，導體內部沒有凈電荷；
（表面曲率越大的地方，凈電荷面密度也越大，表面附近處的場強也越強。）
⑶導體是一個等勢體，表面是一個等勢面；
⑷導體表面任一點的場強方向跟該點的表面垂直。
三、兩個有用的推論：
如果取無窮遠處的電勢為零，則：
⑴處于正電荷激發的電場中的（原來）不帶電的孤立導體，電勢大于零；處于負電荷激發的電場中的不帶電的孤立導體，電勢小于零。
⑵帶正電荷的孤立導體，電勢必為正值；
帶負電荷的孤立導體，電勢必為負值
【教學反思】
本節是這一章的難點，內容抽象、深奧，并且要很好的體現新課程理念。上好本堂課就顯得比較困難，所以必須注意下面幾點：
1、改變傳統的填鴨式教學模式或教師提問題、學生回答問題的單一做法。教師可創設情景，讓學生發現問題，更主動的提出問題，解決問題。所以教師在組織和引導學生研究的過程中要及時組織學生評價，從而提高學生的思維品質和課堂效率。
2、要引導全體學生積極參與教學活動，親身體驗探究、思考和研究的全過程，讓學生通過這些過程開闊視野，激發學生的求異心理取向，從而激發學生的潛能。真正落實三維課程目標。
3、在學生自由討論和探究時，要認真聽取每一位同學的觀點肯定他們的成功之處和指出不足之處，讓學生感到有成就感，既活躍了課堂氣氛，又符合成功教育的要求。
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