《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　【設(shè)計(jì)方案】

　　知識(shí)與技能：

　　1、知道靜電平衡產(chǎn)生原理。

　　2、知道靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)。

　　3、知道導(dǎo)體上的電荷分布。

　　4、知道尖端放電和靜電屏蔽。

　　過程與方法：

　　一、通過小組討論掌握導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的過程。

　　二、分析生活中的靜電現(xiàn)象。

　　情感態(tài)度與價(jià)值觀：

　　(1、聯(lián)系生活，知道生活中常見的靜電現(xiàn)象。

　　2、培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣。

　　【重、難點(diǎn)】

　　理解導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)的特點(diǎn)。

　　【教具】

　　演示：塑料板、裝有小鳥的鐵鳥籠、電子感應(yīng)圈、法拉第籠

　　分組：起電機(jī)、金屬籠、導(dǎo)線、驗(yàn)電器。

　　【教學(xué)過程】

　　導(dǎo)入新課：

　　(演示1)靜電吸附

　　生產(chǎn)和生活中的靜電現(xiàn)象很多，比如(靜電吸附演示)老師用毛巾擦塑料板，請(qǐng)看，剛才老師用靜電吸附展示了我們的課題，接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們看個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

　　(演示2)電擊鐵籠中的小鳥實(shí)驗(yàn)

　　這是一個(gè)金屬籠，籠中有一只小鳥，小鳥落腳的地方都是用金屬絲和金屬盤制成，是不是都應(yīng)該是導(dǎo)電的?(是)下面我用高壓電去電擊小鳥，請(qǐng)同學(xué)們猜想一下小鳥會(huì)怎么樣?(死掉)是不是我們一起來(lái)做一下。

　　這是一個(gè)電子感應(yīng)圈，它可以產(chǎn)生上萬(wàn)伏的高壓，接通電源，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察。

　　這是高壓電，小鳥為什么還能安然無(wú)恙?帶著這個(gè)問題，我們開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

　　新課教學(xué)：

　　《板書》一、靜電平衡

　　首先同學(xué)們跟老師一起來(lái)回憶一下靜電平衡。將一塊不帶電的導(dǎo)體放入一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E0中，導(dǎo)體內(nèi)存在大量的自由電子，它會(huì)受到哪個(gè)方向的電場(chǎng)力?(左)會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?(向左定向移動(dòng))，所以在導(dǎo)體的左側(cè)會(huì)積聚(負(fù)電荷)，由于自由電子的轉(zhuǎn)移右側(cè)會(huì)積聚等量的(正電荷)。

　　現(xiàn)在老師有個(gè)問題：自由電子會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎?同學(xué)們思考，同桌之間可以相互討論。

　　(會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去，因?yàn)殡妶?chǎng)一直存在。)有沒有其他意見?(不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去，因?yàn)樽杂呻娮釉陔妶?chǎng)力的作用下會(huì)定向向左運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體的左側(cè)積聚感應(yīng)正電荷，由于自由電子的轉(zhuǎn)移在右側(cè)會(huì)積聚等量的感應(yīng)正電荷，感應(yīng)電荷會(huì)形成一個(gè)感應(yīng)電場(chǎng)，與已知電場(chǎng)反向，導(dǎo)體內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)將削弱，隨著感應(yīng)電荷的增多，合場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)一步削弱，直到為零，此時(shí)自由電子所受的合力也為零，自由電子將不再定向移動(dòng)。)很好我們來(lái)看一下完整的過程。

　　物理學(xué)中，我們把自由的電子不再定向移動(dòng)的狀態(tài)稱為靜電平衡狀態(tài)。

　　《板書》1、靜電平衡狀態(tài)

　　處于靜電平衡態(tài)的導(dǎo)體有什么特點(diǎn)?(內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零)

　　《板書》2、特點(diǎn)：

　　(1) 導(dǎo)體內(nèi)部E合=0。

　　我們已經(jīng)知道導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，那么導(dǎo)體內(nèi)部的電勢(shì)有什么特點(diǎn)?同學(xué)們思考，可以相互討論，(相等，因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以自由電子所受電場(chǎng)力也為零，在導(dǎo)體內(nèi)部移動(dòng)電荷不做功，所以導(dǎo)體內(nèi)任意兩點(diǎn)電勢(shì)差也為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部電勢(shì)相等)很好，導(dǎo)體內(nèi)部電勢(shì)相等，那導(dǎo)體表面的電勢(shì)又有什么特點(diǎn)?思考一下(因?yàn)閷?dǎo)體處于靜電平衡態(tài)，所以在導(dǎo)體表面電場(chǎng)力垂直于表面，移動(dòng)電荷不做功，所以導(dǎo)體的表面電勢(shì)也相等)那么，總結(jié)起來(lái)導(dǎo)體的電勢(shì)有什么特點(diǎn)?(導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面。)

　　(2)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面。

　　剛才我們研究的是不帶電的導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)的特點(diǎn)，你們來(lái)猜想一下如果是一個(gè)帶電導(dǎo)體，它處于靜電平衡時(shí)應(yīng)該有什么特點(diǎn)?內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)是否為零?(是)，光憑我們的猜想夠不夠?(不夠)還要干嘛?(實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)這是我們接下來(lái)要研究的第一個(gè)問題，還有一個(gè)更重要的問題是：帶電導(dǎo)體上有電荷，它的電荷又應(yīng)該如何分布?同學(xué)們思考一下(均勻分布在內(nèi)外表面;只分布在外表面;只分布在內(nèi)表面)到底是不是，我們還需要干嘛?(實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)好，這是等會(huì)兒我們要研究的第二個(gè)問題。

　　如果我們的研究對(duì)象是一個(gè)實(shí)心鐵球行不行?(不行)為什么?(因?yàn)闊o(wú)法研究導(dǎo)體內(nèi)部，如果是一塊封閉鐵皮好不好?(不好)為什么?(無(wú)法觀察內(nèi)部情況)，所以我們的對(duì)象最好是什么?(金屬籠)，好!現(xiàn)在我們研究對(duì)象有了，那么如何讓導(dǎo)體帶電呢?好!現(xiàn)在我給每組同學(xué)都提供了一臺(tái)起電機(jī)，它可以產(chǎn)生上萬(wàn)伏的高壓，這是起電機(jī)的兩極，上面有電荷，實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要注意，手不要去碰，用完之后要注意馬上把兩極上的電荷放掉。

　　好的，下面請(qǐng)同學(xué)們利用手中的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　　(學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn))

　　好!下面請(qǐng)一組同學(xué)上來(lái)展示一下他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　(學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)結(jié)論)

　　所以，通過實(shí)驗(yàn)可以得出處于靜電平衡狀態(tài)下的帶電導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體上的電荷只分布在其外表面。

　　《板書》二、帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)的特點(diǎn)。

　　其實(shí)，早在上個(gè)世紀(jì)法拉第就親自驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論的正確性，現(xiàn)在我們讓時(shí)光倒流，有沒有哪位勇敢的同學(xué)來(lái)配合老師?好的!很勇敢，老師之前是沒有試過的，買保險(xiǎn)沒有?好!但這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，你來(lái)幫老師控制電源就可以了。好，我準(zhǔn)備好了，(學(xué)生操作打開電源)。安全?我敢不敢觸摸內(nèi)壁，(操作)安全。好，關(guān)掉。所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了我們結(jié)論的正確性，這個(gè)金屬籠對(duì)我起到了一個(gè)保護(hù)作用。物理中我們把金屬外殼對(duì)里面的物體起到保護(hù)作用，這樣的現(xiàn)象稱為“靜電屏蔽”現(xiàn)象。

　　《板書》三、靜電屏蔽

　　同學(xué)們思考，為什么金屬籠中的小鳥沒有受傷?(因?yàn)殪o電屏蔽)但是感覺這個(gè)小鳥被關(guān)在籠中還是挺可憐的，有沒有哪位同學(xué)愿意承擔(dān)這個(gè)任務(wù)，我們?cè)谡n后將這只小鳥放掉。

　　其實(shí)生活中有關(guān)靜電屏蔽的例子還很多，同學(xué)們有哪些例子?(高壓工作防護(hù)服、電梯里手機(jī)沒信號(hào)、孕婦裝)同學(xué)們都說(shuō)得很好，老師這兒也有幾個(gè)例子，手機(jī)，手機(jī)信號(hào)是一種電磁波，里面有電場(chǎng)。同學(xué)們，先試一下，我的手機(jī)能不能打通，(學(xué)生操作)，能。下面同學(xué)們有沒有辦法讓我的手機(jī)打不通，(放到金屬籠中，飯盒中)有同學(xué)看到了老師有個(gè)飯盒，那我們現(xiàn)場(chǎng)來(lái)試一下，行不行，請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)操作啊，剛才那位同學(xué)你再撥打一下我的號(hào)碼，(無(wú)法接通)，所以金屬飯盒對(duì)我的手機(jī)信號(hào)也起到了一個(gè)屏蔽作用，其實(shí)生活中這樣的例子還很多，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們你們收獲了什么?(學(xué)生發(fā)言)很好，物理其實(shí)源于生活，也必將服務(wù)于生活，只要同學(xué)們?cè)谏钪卸嘤^察多思考，你將發(fā)現(xiàn)一個(gè)不一樣的世界。

　　謝謝大家!今天的課就上到這里。

　　《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》說(shuō)課稿

　　一、說(shuō)教材及教學(xué)理念

　　《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》是高中新課程實(shí)驗(yàn)教材人教版(選修3--1)第一章第7節(jié)的內(nèi)容，是對(duì)靜電感應(yīng)的深入研究和具體應(yīng)用。本節(jié)是這一章的難點(diǎn)，內(nèi)容抽象、深?yuàn)W，在生產(chǎn)生活中的涉及面廣。上好本堂課就顯得比較困難，上好本節(jié)課的關(guān)鍵是做好靜電實(shí)驗(yàn)，而靜電實(shí)驗(yàn)的成功率低，所以一旦實(shí)驗(yàn)失敗便需要引導(dǎo)學(xué)生分析原因，同時(shí)我也準(zhǔn)備了實(shí)驗(yàn)的實(shí)錄，播放錄像同樣具有說(shuō)服力。根據(jù)對(duì)教材的理解和課標(biāo)的要求，我從一下三個(gè)維度制定了教學(xué)目標(biāo)

　　二、說(shuō)教學(xué)目標(biāo)

　　㈠知識(shí)與技能方面

　　1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)

　　2.理解靜電平衡時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面，以及導(dǎo)體上電荷的分布情況。

　　3.知道尖端放電及其應(yīng)用，知道靜電屏蔽及其應(yīng)用。

　　㈡過程與方法方面

　　通過科學(xué)猜想、理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的一般方法。

　　㈢情感態(tài)度與價(jià)值觀方面

　　通過生產(chǎn)生活中靜電現(xiàn)象的分析，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)給人類帶來(lái)的便利，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

　　三、說(shuō)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：掌握靜電平衡的概念，理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征是本節(jié)的重點(diǎn)

　　突出重點(diǎn)的方法：因?yàn)閮?nèi)容抽象，難度大，所以采用教師問題質(zhì)疑，學(xué)生的討論、教師的總結(jié)的方法已達(dá)到突出重大的目的

　　難點(diǎn)：理解靜電平衡的特征，認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)是本節(jié)課的難點(diǎn)。

　　難點(diǎn)的方法：通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法以達(dá)到難點(diǎn)的目的

　　四、說(shuō)教法和學(xué)法

　　針對(duì)本節(jié)課的特點(diǎn)，我主要采用：實(shí)驗(yàn)引人，復(fù)習(xí)開題、目標(biāo)展示、提出問題、引導(dǎo)分析、分組討論、理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的教學(xué)方法。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，我搜集了視頻錄像和圖片。最后總結(jié)，學(xué)習(xí)目標(biāo)再現(xiàn)，讓學(xué)生自評(píng)目標(biāo)達(dá)成情況，并進(jìn)行提問質(zhì)疑，并把問題拋到課后，做一個(gè)開放式的結(jié)尾，從而大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生課后探究的積極性。

　　五、說(shuō)教學(xué)程序

　　1、導(dǎo)入新課

　　利用靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)靜電感應(yīng)現(xiàn)象。提出問題：靜電感應(yīng)的本質(zhì)是什么?

　　啟發(fā)得出：是電荷的重新分布，那么重新分布的時(shí)候靠什么力分開的，重新分布以后導(dǎo)體又具有怎樣的特點(diǎn)呢?

　　引出新課并展示學(xué)習(xí)目標(biāo)。

　　2、提出問題，引發(fā)思考。

　　3、理論推導(dǎo)，小組活動(dòng)，歸納總結(jié)出，靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征，其中用反證法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。做法拉第圓通實(shí)驗(yàn)。

　　4、師生互動(dòng)，共同學(xué)習(xí)尖端放電和靜電屏蔽，實(shí)驗(yàn)演示和播放視頻與圖片。

　　5、歸納總結(jié)，再現(xiàn)目標(biāo)。

　　7、學(xué)生質(zhì)疑，結(jié)束新課，布置課后探究作業(yè)。

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