高中物理選修1-1《生活中的靜電現(xiàn)象》教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
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，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零
3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)難點(diǎn)】靜電平衡狀態(tài);電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)
教學(xué)過程
【教學(xué)過程】
(一)復(fù)習(xí)提問
1、什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象?
2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么?
3、在靜電感應(yīng)時用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電?
若將導(dǎo)體接地則情況如何?左端接地呢?
(二)新課教學(xué)
一、電場中的導(dǎo)體
1、 金屬導(dǎo)體的特征：
由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運(yùn)動的自由電子組成
2、 靜電感應(yīng)現(xiàn)象
問題：在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點(diǎn)的場強(qiáng)有影響嗎?
是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的?此移動一直進(jìn)行嗎?
金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎?
答：使空間電場重新分布
源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動
靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)
4、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：
⑴內(nèi)部場強(qiáng)處處為零(不為0則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強(qiáng)為0)
⑵導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動
⑶凈電荷分布在導(dǎo)體表面
實(shí)驗(yàn)證明：法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)
⑷導(dǎo)體表面附近電場線與表面垂直
理論證明：中性導(dǎo)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(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場強(qiáng)不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)
5、靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布：
上圖空間實(shí)際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線
二、靜電屏蔽
1、 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)：
凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒有電場
1、靜電屏蔽
外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對外有影響
實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小
若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響
3、 應(yīng)用
電學(xué)儀器和電子設(shè)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(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣
通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號弱
(三)鞏固練習(xí)
例1：如圖所示，在一個原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析A、 B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)：
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(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走C球，則A、B帶電情況：
A.A球帶正電，B球帶負(fù)電
B.A球帶正電，B球不帶電
C.A球不帶電，B球帶負(fù)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(xiàn)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(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小 ，方向 。
(四)小結(jié)
1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點(diǎn)?
2、靜電屏蔽有哪幾種情況?有哪些應(yīng)用?
高中物理選修1-1《生活中的靜電現(xiàn)象》教案【二】
教學(xué)目標(biāo)：
1、了解生活中常見的靜電現(xiàn)象，能夠用所學(xué)的只是解釋簡單的靜電現(xiàn)象。
2、通過了解一些靜電現(xiàn)象和避雷方法，認(rèn)識人類社會在發(fā)展過程中如何適應(yīng)自然，建立人類必須與自然相互依存、和諧發(fā)展的認(rèn)識。
3、了解人類應(yīng)用靜電和防止靜電的事例。
教學(xué)過程
一、放電現(xiàn)象
問：火花放電是最常見的放電現(xiàn)象.現(xiàn)實(shí)中放電現(xiàn)象呢?(①在干燥天氣的黑夜里脫去化纖衣服時會看到火花、聽到僻啪聲②實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電③很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電④運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時產(chǎn)生的火花引起爆炸⑤飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時機(jī)身積累電荷)
二、雷電和避雷
說明：云層之間或云層與地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時，能產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響，這就是閃電和雷鳴。閃電的電流可以高達(dá)幾 十萬安培，會使建筑物嚴(yán)重?fù)p壞。
說明：雷電對人類生活也會產(chǎn)生益處，有哪些益處呢?(①閃電產(chǎn)生的高溫促使空氣中的氧和氮化合成氮氧化物，隨雨水降至地面，成為天然的氮肥 ②閃電產(chǎn)生的臭氧留在大氣層中，能保護(hù)地球上的生物免遭紫外線的傷害)
演示實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)器材：驗(yàn)電器、安放在絕緣支架上的帶電導(dǎo)體、帶絕緣柄的驗(yàn)電球
實(shí)驗(yàn)過程：帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的A點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的B點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的C點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：驗(yàn)電球跟帶電體的A 處接觸后，驗(yàn)電器的金屬箔張角較小;跟B 處接觸后.驗(yàn)電器的金屬箔張角較大.跟尖端C 處接觸后.驗(yàn)電器的金屬箔張角最大。
問：這個實(shí)驗(yàn)說明了什么問題?(電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出的位黃.電荷比較密集.平坦的位置，電荷比較稀疏)
說明：導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集.尖端附近的電場就特別強(qiáng).會放出電荷，這種現(xiàn)象我們稱之為尖端放電
演示實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)儀器：金屬板M金屬板N 、兩個等高的金屬柱A、B ，A 為尖頭、B 為圓頭，直流電壓電源
實(shí)驗(yàn)過程：逐漸升高電源電壓，觀察哪個金屬柱先放電。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：金屬柱A先放電
說明：1753年，富蘭克林發(fā)明了避雷針，避雷針的原理就是尖端放電。帶電云層靠近建筑物時，同號電荷受到排斥，流人大地，建筑物上留下了異號電荷。當(dāng)電荷積累到一定程度時，會發(fā)生強(qiáng)烈放電現(xiàn)象.可能產(chǎn)生雷擊。如果建筑物安裝了避示針，在避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會通過針尖放出.逐漸中和云中的電荷，保護(hù)建筑物.使其免遭雷擊。
三、靜電的應(yīng)用和防止
說明：靜電在工業(yè)和生活中有很重要的用途，有時又會帶來很多麻煩，需要防止。
問：在許多場合都可以發(fā)現(xiàn)人們應(yīng)用靜電的例子，有哪些例子呢?(①靜電除塵②靜電噴漆③復(fù)印)
問：在許多場合都可以發(fā)現(xiàn)人們防止靜電的例子?(①實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電②很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電③運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時產(chǎn)生的火花引起爆炸④飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時機(jī)身積累電荷)
板書設(shè)計(jì)
一、放電現(xiàn)象
二、雷電和避雷
1、電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出的位黃.電荷比較密集.平坦的位置，電荷比較稀疏
2、尖端放電：導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集.尖端附近的電場就特別強(qiáng).會放出電荷
3、避雷針的原理就是尖端放電
三、靜電的應(yīng)用和防止
教案設(shè)計(jì)頻道小編推薦：高中物理教案 | 高二物理教案 | 高二物理教學(xué)計(jì)劃
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教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
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，凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強(qiáng)處處為零
3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)難點(diǎn)】靜電平衡狀態(tài);電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)
教學(xué)過程
【教學(xué)過程】
(一)復(fù)習(xí)提問
1、什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象?
2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么?
3、在靜電感應(yīng)時用手摸一下導(dǎo)體，再移走源電荷，則導(dǎo)體帶什么電?
若將導(dǎo)體接地則情況如何?左端接地呢?
(二)新課教學(xué)
一、電場中的導(dǎo)體
1、 金屬導(dǎo)體的特征：
由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運(yùn)動的自由電子組成
2、 靜電感應(yīng)現(xiàn)象
問題：在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo)體后會對空間各點(diǎn)的場強(qiáng)有影響嗎?
是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的?此移動一直進(jìn)行嗎?
金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎?
答：使空間電場重新分布
源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動
靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)
4、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：
⑴內(nèi)部場強(qiáng)處處為零(不為0則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強(qiáng)為0)
⑵導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動
⑶凈電荷分布在導(dǎo)體表面
實(shí)驗(yàn)證明：法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)
⑷導(dǎo)體表面附近電場線與表面垂直
理論證明：中性導(dǎo)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(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場強(qiáng)不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)
5、靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布：
上圖空間實(shí)際電場分布，不會出現(xiàn)虛線電場線
二、靜電屏蔽
1、 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)：
凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒有電場
1、靜電屏蔽
外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi)，則外對內(nèi)沒有影響，但內(nèi)對外有影響
實(shí)驗(yàn)演示：將收音機(jī)置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小
若將球殼接地，則內(nèi)外各不影響
3、 應(yīng)用
電學(xué)儀器和電子設(shè)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(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣
通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號弱
(三)鞏固練習(xí)
例1：如圖所示，在一個原來不帶電的金屬導(dǎo)體殼的球心處放一正電荷，試分析A、 B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)：
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(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，然后移走C球，則A、B帶電情況：
A.A球帶正電，B球帶負(fù)電
B.A球帶正電，B球不帶電
C.A球不帶電，B球帶負(fù)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(xiàn)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(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小 ，方向 。
(四)小結(jié)
1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點(diǎn)?
2、靜電屏蔽有哪幾種情況?有哪些應(yīng)用?
高中物理選修1-1《生活中的靜電現(xiàn)象》教案【二】
教學(xué)目標(biāo)：
1、了解生活中常見的靜電現(xiàn)象，能夠用所學(xué)的只是解釋簡單的靜電現(xiàn)象。
2、通過了解一些靜電現(xiàn)象和避雷方法，認(rèn)識人類社會在發(fā)展過程中如何適應(yīng)自然，建立人類必須與自然相互依存、和諧發(fā)展的認(rèn)識。
3、了解人類應(yīng)用靜電和防止靜電的事例。
教學(xué)過程
一、放電現(xiàn)象
問：火花放電是最常見的放電現(xiàn)象.現(xiàn)實(shí)中放電現(xiàn)象呢?(①在干燥天氣的黑夜里脫去化纖衣服時會看到火花、聽到僻啪聲②實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電③很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電④運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時產(chǎn)生的火花引起爆炸⑤飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時機(jī)身積累電荷)
二、雷電和避雷
說明：云層之間或云層與地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時，能產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響，這就是閃電和雷鳴。閃電的電流可以高達(dá)幾 十萬安培，會使建筑物嚴(yán)重?fù)p壞。
說明：雷電對人類生活也會產(chǎn)生益處，有哪些益處呢?(①閃電產(chǎn)生的高溫促使空氣中的氧和氮化合成氮氧化物，隨雨水降至地面，成為天然的氮肥 ②閃電產(chǎn)生的臭氧留在大氣層中，能保護(hù)地球上的生物免遭紫外線的傷害)
演示實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)器材：驗(yàn)電器、安放在絕緣支架上的帶電導(dǎo)體、帶絕緣柄的驗(yàn)電球
實(shí)驗(yàn)過程：帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的A點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的B點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
帶絕緣柄的驗(yàn)電球接觸帶電導(dǎo)體的C點(diǎn)，然后跟驗(yàn)電器接觸，觀察驗(yàn)電器的指針偏角
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：驗(yàn)電球跟帶電體的A 處接觸后，驗(yàn)電器的金屬箔張角較小;跟B 處接觸后.驗(yàn)電器的金屬箔張角較大.跟尖端C 處接觸后.驗(yàn)電器的金屬箔張角最大。
問：這個實(shí)驗(yàn)說明了什么問題?(電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出的位黃.電荷比較密集.平坦的位置，電荷比較稀疏)
說明：導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集.尖端附近的電場就特別強(qiáng).會放出電荷，這種現(xiàn)象我們稱之為尖端放電
演示實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)儀器：金屬板M金屬板N 、兩個等高的金屬柱A、B ，A 為尖頭、B 為圓頭，直流電壓電源
實(shí)驗(yàn)過程：逐漸升高電源電壓，觀察哪個金屬柱先放電。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：金屬柱A先放電
說明：1753年，富蘭克林發(fā)明了避雷針，避雷針的原理就是尖端放電。帶電云層靠近建筑物時，同號電荷受到排斥，流人大地，建筑物上留下了異號電荷。當(dāng)電荷積累到一定程度時，會發(fā)生強(qiáng)烈放電現(xiàn)象.可能產(chǎn)生雷擊。如果建筑物安裝了避示針，在避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會通過針尖放出.逐漸中和云中的電荷，保護(hù)建筑物.使其免遭雷擊。
三、靜電的應(yīng)用和防止
說明：靜電在工業(yè)和生活中有很重要的用途，有時又會帶來很多麻煩，需要防止。
問：在許多場合都可以發(fā)現(xiàn)人們應(yīng)用靜電的例子，有哪些例子呢?(①靜電除塵②靜電噴漆③復(fù)印)
問：在許多場合都可以發(fā)現(xiàn)人們防止靜電的例子?(①實(shí)驗(yàn)室中感應(yīng)起電機(jī)的兩個導(dǎo)電桿之間也能發(fā)生火花放電②很多房屋頂上裝有避雷針是為了進(jìn)行接地放電③運(yùn)輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖著，這樣可以把電荷引入大地，避免放電時產(chǎn)生的火花引起爆炸④飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電像膠制成，可以避免著陸時機(jī)身積累電荷)
板書設(shè)計(jì)
一、放電現(xiàn)象
二、雷電和避雷
1、電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出的位黃.電荷比較密集.平坦的位置，電荷比較稀疏
2、尖端放電：導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集.尖端附近的電場就特別強(qiáng).會放出電荷
3、避雷針的原理就是尖端放電
三、靜電的應(yīng)用和防止
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