3-1 1 7 静电现象的运用

一 教材内容分析

     前面几节学习了静电场基本性质，以及与此有关的概念、规律、描述方法等。从这节开始讨论相关运用。其中，静电平衡和尖端放电是两个重要的静电现象。而运用所学静电场知识分析它们，则是体现学以致用的很好教学材料。通过本节教学，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“物理处处有生活，生活处处有物理”的学科体验，从而激起学习兴趣。因此，在分析静电平衡的特征和了解尖端放电原理后，应该着重讨论它们的实际生活中的运用，例如避雷针、静电屏蔽等。

二 教学目标

   （一）知识与技能目标

     1 了解静电平衡的概念，理解静电平衡导体的特征；

     2 了解尖端放电和静电屏蔽现象。

（二） 过程与方法目标

     掌握归纳、演绎推理的方法，培养逻辑推理能力。从中感受知识的建立过程；

（三） 情感、态度与价值观目标

     1 通过概念的建立、规律的得出，培养严谨的科学态度和探究创造的心理品质。

     2 通过了解静电现象的运用，学会理论联系实践，树立正确的学习实践观念，培养正确的世界观、价值观。

三  知识重难点分析

（一）重点

      了解静电平衡概念，理解处于静电平衡状态下的导体特征。

（二） 难点

     1 应用静电平衡原理，认识导体的电荷分布特点；

     2 认识尖端放电现象、静电屏蔽现象，以及它们在实际生活中的运用。

（三）教学策略

     教师引导学生回顾导体、感应起电相关知识，学生自己讨论、评议发生感应起电的导体的最终微观状态，突出知识重点；配以Flash课件演示和实验演示（或实验实验视频）加深体会，克服知识难点。

四 教学流程设计

教学进程	教师活动	学生活动	活动目标及说明
（一）引入新课：	提问：1．电场的重要性质是什么？ 2．金属导体的微观结构如何？自由电子会怎样移动？ 3．把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？	回答1：对放入其中的电荷有力的作用。 回答2：金属导体中原子由原子核和电子组成，离原子核较远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，成为自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。 回答3：呈电中性状态的金属导体放入静电场中，导体内自由电子便会因受到与场强方向相反的电场力的作用而向场强的反方向定向移动。两端出现不同的电荷分布。
（二）探究新课： 一、静电感应现象及静电平衡 1：现象的解释	画图阐述：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷的现象叫做静电感应。		复习旧课，引入新课，起到温故知新的作用
2：静电平衡状态	按照课本画图 提问：1．电子的聚集会出现怎样的结果？ 提问：2电子是否会永远这样定向运动下去？ 提问：3最终会出现怎样的现象？	学生分组讨论 每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 一组回答不准确，另一组补充，修正 回答1：导体两面出现的正负电荷会在导体内部产生与原电场 方向相反的感生电场 。这两个电场叠加，使导体内部的电场减弱。 回答2：只要导体内部的合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。导体两面的正负电荷就会继续增加，导体内部的合场强会进一步削弱，直到导体内部的合场强等于零为止 回答3：导体内的自由电子不再发生定向移动	第1、2两个提问是解决静电平衡问题的两个重要问题。 导体放在电场中，达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程分析却非常重要。这样做不仅突出了重点，也为突破难点打下基础
	画图阐述：当导体内的自由电子不再发生定向移动时，导体达到静电平衡状态 教师借助于多媒体进行动画演示，		动画演示加深学生印象
3：静电平衡的条件	提问：静电平衡的条件？	通过学生们互相讨论积极回答：	让学生积极参与到课堂上来，使之真正成为课堂的主人，学习的主人。体会学习的乐趣。
4：静电平衡状态下导体的特点 （1）场强的特点	教师不再通过提问的方式来解决问题，而是放开手脚让学生自由讨论发挥，但提示学生可以先从导体中的场强这个方面去思考。 （当学生回答内部场强的特点时，教师顺水推舟提出导体外部场强的特点） 提问1：导体外部场强为什么有这样的特点？提示学生可以用反证法	学生1回答：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零 学生2回答：静电平衡状态的导体，其外部的场强方向必跟该点的表面垂直。 回答1：假如不是这样，场强就会有一个沿导体表面的分量，导体上的自由电子就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。	教师的引导，学生的积极参与得到知识，而不要作为一个知识点硬塞给学生，否则没有感性认识，容易忘记。对学生的积极回答要及时肯定，激发他们的学习热情。
（2）电势的特点	引导学生看课本书第19页图1.4-5中乙图，一头大一头小的导体在靠近导体的一些等势面为什么形状很接近导体的形状？ 提问2：除了正面解释之外，能否用反证法证明	学生3回答：根据电势差与电场强度的关系可知，若场强处处为零，则任意两点间的电势差为零，也就是导体上各点间的电势都相等。所以，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。 回答2：假如不是这样，某两点间就会存在电势差，就有电场线的存在，导体上的自由电子就还会发生定向移动，这就不是平衡状态了。	在分析和讨论的过程中，教师要注意宏观调控，穿插适当的指引和归纳，做到放得开，收得拢。
	阐述：地球是个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体，这是我们可以把大地选做零电势体的一个原因。		等势体是个难点，要给学生一定的讨论、思维时间。让学生体会得到结论。
巩固练习	例1：如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?	学生1回答：根据导体静电平衡的特点，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强与电电荷在此点产生的场强等大反向所以答案为：	通过例题分析加深学生印象
（3）电荷分布的特点	演示课本25页的法拉第圆筒实验 提问1：由实验现象能得到什么结论？为什么？	学生1回答：静电平衡状态下带电导体的电荷只能分布在导体的外表面 学生2回答：因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未被抵消的电荷，假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零。	带点导体的电荷分布特点对于学生来说是十分深奥的问题，必须通过实验才能加深体会
	提问2：带电导体的电荷是否均匀分布在导体的外表面？ 再次引导学生看课本书第19页图1.4-5中乙图，一头大一头小的导体电荷在外表面分布的情况 动画演示尖端放电的实验	学生2回答：电荷分布不均匀，越尖的地方电荷分布越多，越平的地方电荷分布越少。	在教学过程中充分发挥现代化教学媒体的作用，使它真正为提高教学质量服务。
	阐述：静电平衡时，电荷只分布在导体的外表面，内部没有电荷；在导体表面，越尖锐的的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
巩固练习 课堂小结 布置作业	例2：如图所示，把一个带正电的小球放人原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？ 课后思考：为什么验电器的顶部是金属小球而不是针状导体？	学生回答：小球和球壳内表面均不带点，正电荷只分布在球壳外表面。 学生回答，纠正、补充

3-1 1 7 静电现象的运用

一 教材内容分析

     前面几节学习了静电场基本性质，以及与此有关的概念、规律、描述方法等。从这节开始讨论相关运用。其中，静电平衡和尖端放电是两个重要的静电现象。而运用所学静电场知识分析它们，则是体现学以致用的很好教学材料。通过本节教学，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“物理处处有生活，生活处处有物理”的学科体验，从而激起学习兴趣。因此，在分析静电平衡的特征和了解尖端放电原理后，应该着重讨论它们的实际生活中的运用，例如避雷针、静电屏蔽等。

二 教学目标

   （一）知识与技能目标

     1 了解静电平衡的概念，理解静电平衡导体的特征；

     2 了解尖端放电和静电屏蔽现象。

（二） 过程与方法目标

     掌握归纳、演绎推理的方法，培养逻辑推理能力。从中感受知识的建立过程；

（三） 情感、态度与价值观目标

     1 通过概念的建立、规律的得出，培养严谨的科学态度和探究创造的心理品质。

     2 通过了解静电现象的运用，学会理论联系实践，树立正确的学习实践观念，培养正确的世界观、价值观。

三  知识重难点分析

（一）重点

      了解静电平衡概念，理解处于静电平衡状态下的导体特征。

（二） 难点

     1 应用静电平衡原理，认识导体的电荷分布特点；

     2 认识尖端放电现象、静电屏蔽现象，以及它们在实际生活中的运用。

（三）教学策略

     教师引导学生回顾导体、感应起电相关知识，学生自己讨论、评议发生感应起电的导体的最终微观状态，突出知识重点；配以Flash课件演示和实验演示（或实验实验视频）加深体会，克服知识难点。

四 教学流程设计

教学进程	教师活动	学生活动	活动目标及说明
（一）引入新课：	提问：1．电场的重要性质是什么？ 2．金属导体的微观结构如何？自由电子会怎样移动？ 3．把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？	回答1：对放入其中的电荷有力的作用。 回答2：金属导体中原子由原子核和电子组成，离原子核较远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，成为自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。 回答3：呈电中性状态的金属导体放入静电场中，导体内自由电子便会因受到与场强方向相反的电场力的作用而向场强的反方向定向移动。两端出现不同的电荷分布。
（二）探究新课： 一、静电感应现象及静电平衡 1：现象的解释	画图阐述：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷的现象叫做静电感应。		复习旧课，引入新课，起到温故知新的作用
2：静电平衡状态	按照课本画图 提问：1．电子的聚集会出现怎样的结果？ 提问：2电子是否会永远这样定向运动下去？ 提问：3最终会出现怎样的现象？	学生分组讨论 每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。 一组回答不准确，另一组补充，修正 回答1：导体两面出现的正负电荷会在导体内部产生与原电场 方向相反的感生电场 。这两个电场叠加，使导体内部的电场减弱。 回答2：只要导体内部的合场强不为零，自由电子就会继续做定向移动。导体两面的正负电荷就会继续增加，导体内部的合场强会进一步削弱，直到导体内部的合场强等于零为止 回答3：导体内的自由电子不再发生定向移动	第1、2两个提问是解决静电平衡问题的两个重要问题。 导体放在电场中，达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程分析却非常重要。这样做不仅突出了重点，也为突破难点打下基础
	画图阐述：当导体内的自由电子不再发生定向移动时，导体达到静电平衡状态 教师借助于多媒体进行动画演示，		动画演示加深学生印象
3：静电平衡的条件	提问：静电平衡的条件？	通过学生们互相讨论积极回答：	让学生积极参与到课堂上来，使之真正成为课堂的主人，学习的主人。体会学习的乐趣。
4：静电平衡状态下导体的特点 （1）场强的特点	教师不再通过提问的方式来解决问题，而是放开手脚让学生自由讨论发挥，但提示学生可以先从导体中的场强这个方面去思考。 （当学生回答内部场强的特点时，教师顺水推舟提出导体外部场强的特点） 提问1：导体外部场强为什么有这样的特点？提示学生可以用反证法	学生1回答：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零 学生2回答：静电平衡状态的导体，其外部的场强方向必跟该点的表面垂直。 回答1：假如不是这样，场强就会有一个沿导体表面的分量，导体上的自由电子就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。	教师的引导，学生的积极参与得到知识，而不要作为一个知识点硬塞给学生，否则没有感性认识，容易忘记。对学生的积极回答要及时肯定，激发他们的学习热情。
（2）电势的特点	引导学生看课本书第19页图1.4-5中乙图，一头大一头小的导体在靠近导体的一些等势面为什么形状很接近导体的形状？ 提问2：除了正面解释之外，能否用反证法证明	学生3回答：根据电势差与电场强度的关系可知，若场强处处为零，则任意两点间的电势差为零，也就是导体上各点间的电势都相等。所以，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。 回答2：假如不是这样，某两点间就会存在电势差，就有电场线的存在，导体上的自由电子就还会发生定向移动，这就不是平衡状态了。	在分析和讨论的过程中，教师要注意宏观调控，穿插适当的指引和归纳，做到放得开，收得拢。
	阐述：地球是个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体，这是我们可以把大地选做零电势体的一个原因。		等势体是个难点，要给学生一定的讨论、思维时间。让学生体会得到结论。
巩固练习	例1：如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点.当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大?	学生1回答：根据导体静电平衡的特点，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强与电电荷在此点产生的场强等大反向所以答案为：	通过例题分析加深学生印象
（3）电荷分布的特点	演示课本25页的法拉第圆筒实验 提问1：由实验现象能得到什么结论？为什么？	学生1回答：静电平衡状态下带电导体的电荷只能分布在导体的外表面 学生2回答：因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未被抵消的电荷，假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零。	带点导体的电荷分布特点对于学生来说是十分深奥的问题，必须通过实验才能加深体会
	提问2：带电导体的电荷是否均匀分布在导体的外表面？ 再次引导学生看课本书第19页图1.4-5中乙图，一头大一头小的导体电荷在外表面分布的情况 动画演示尖端放电的实验	学生2回答：电荷分布不均匀，越尖的地方电荷分布越多，越平的地方电荷分布越少。	在教学过程中充分发挥现代化教学媒体的作用，使它真正为提高教学质量服务。
	阐述：静电平衡时，电荷只分布在导体的外表面，内部没有电荷；在导体表面，越尖锐的的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
巩固练习 课堂小结 布置作业	例2：如图所示，把一个带正电的小球放人原来不带电的金属空腔球壳内，小球带不带电？ 课后思考：为什么验电器的顶部是金属小球而不是针状导体？	学生回答：小球和球壳内表面均不带点，正电荷只分布在球壳外表面。 学生回答，纠正、补充