第七节_静电现象的应用教案人教版

第1頁 - 靜電現象的應用【教學三維目標】1．知道靜電感應產生的原因，理解什麼是靜電平衡狀態2．理解靜電平衡時，淨電荷只分佈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【重點難點】靜電平衡狀態電場中導體的特點【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)複習提問1、什麼是靜電感應現象？2、靜電感應現象的實質是什麼？3、在靜電感應時用手摸一下導體，再移走源電荷，則導體帶什麼電？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、 金屬導體的特徵：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後會對空間各點的場強有影響嗎？是什麼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：使空間電場重新分佈源電荷的電場使導體內部自由電子定向移動靜電平衡狀態：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+ － － ＋＋ ＋ － + － － ＋ ＋ ＋－2頁 - ⑶淨電荷分佈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：中性導體帶電後，由於同種電荷相互排斥，淨電荷只能分佈在表面反證法：若內部有自由電荷，則內部場強不為0，導體就不是處於靜電平衡狀態5上圖空間實際電場分佈，不會出現虛線電場線二、靜電屏蔽1、 空腔導體的特點：淨電荷只分佈在外表面，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 若將源電荷置於空腔內，則外對內沒有影響，但內對外有影響實驗演示：將收音機置於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：第3頁 - A ．E A ≠0 ，E B =0 ，E C =0B ．E A ≠0 ，E B ≠0 ，EC =0C ．E A ≠0 ，E B ≠0 ，E C ≠0D ．E A =0 ，E B ≠0 ，E C =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，然後移走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 。

第七节静电现象的应用教学目标1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件；2、理解静电屏蔽重点难点重点：静电现象的应用难点：静电感应现象的解释教具高压起电机、多媒体教学过程一、静电平衡的特点1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。

2、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。

3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。

地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。

这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。

二、阅读课本了解本节内容，并回答下列问题：1、放电现象有哪些？2、什么是火花放电？什么是接地放电？3、尖端放电的原理是什么？4、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？5、静电有哪些应用？6、哪些地方应该防止静电？二、利用实验和录像教学：高压起电机、电荷分布演示器、静电现象（包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象）三、解决问题1、火花放电和接地放电；2、火花放电是指物体上积累了电荷，且放电时出现火花的放电现象；接地放电是指为了防止物体上过量积累电荷，而用导体与大地连接，把电荷接入大地进行时时放电的现象；3、尖端放电的原理：物体表面带电密集的地方—尖端，电场强度大，会把空气分子“撕裂”，变为离子，从而导电；4、可以应用到避雷针上；避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端”与“圆端”之争；5、静电除尘，静电复印，静电喷漆；6、静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电；四、练习1.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小________ 方向_________．作业课后“问题与练习。

7靜電現象的應用學習目標知識脈絡1.瞭解靜電平衡的概念，知道處於靜電平衡的導體的特性．(重點)2．瞭解靜電平衡時帶電導體上電荷的分佈特點．(難點)3．瞭解尖端放電和靜電屏蔽現象.靜電平衡狀態下導體的電場[先填空]1．靜電感應現象把導體放入電場，導體內的自由電荷在電場力作用下定向移動，而使導體兩端出現等量異種電荷的現象．2．靜電平衡狀態：導體在電場中發生靜電感應現象，感應電荷的電場與原電場疊加，使導體內部各點的合電場等於零，導體內的自由電子不再發生移動的狀態．3．靜電平衡狀態的特徵(1)處於靜電平衡狀態的導體，內部的場強處處為零．(2)處於靜電平衡狀態的導體，外部表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面垂直．(3)處於靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體，導體的表面為等勢面．4．靜電平衡導體上的電荷分佈帶電的導體內部沒有電荷，電荷分佈在導體的外表面．且在導體表面越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷．[再判断]1．處於靜電平衡狀態的導體內部任意兩點間的電勢差為零．(√)2．靜電平衡狀態下的導體內部場強處處為零，導體的電勢也為零．(×) 3．因為外電場和所有感應電荷的電場在導體內部疊加的合電場為0，所以處於靜電平衡的導體內部電場處處為0.(√)[后思考]如圖1-7-1所示，把一個帶正電的小球放入原來不帶電的金屬空腔球殼內，小球帶不帶電？圖1-7-1【提示】不帶電．小球放入金屬空腔球殼內，平衡後，電荷只分佈在金屬空腔球殼的外表面．[合作探讨]如圖1-7-2所示，將一個不帶電的金屬導體放到電場中，導體內的自由電子將發生定向移動．圖1-7-2探討1：自由電子將向哪個方向移動？試說明導體左、右兩側各呈現什麼電荷．【提示】自由電子受向左的電場力，向左運動，左側呈現負電荷，右側呈現正電荷．探討2：自由電子能否一直運動？為什麼？【提示】自由電子不會一直運動．因為感應電荷的電場和外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子將停止定向移動．[核心点击]1．對靜電平衡的三點理解(1)靜電平衡是自由電荷發生定向移動的結果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發生定向移動．(2)金屬導體建立靜電平衡的時間是非常短暫的．(3)導體達到靜電平衡後內部場強處處為零是指外電場E與導體兩端的感應電荷產生的附加電場E′的合場強為零，E′＝－E.2．處於靜電平衡時的導體上的電荷分佈特點(1)淨電荷只分佈在導體表面，內部沒有淨電荷．(2)感應電荷分佈於導體兩端，電性相反，電量相等，近異遠同，如圖1-7-3甲所示．(3)淨電荷在導體表面的分佈不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分佈越密集，如圖乙所示．圖1-7-31．如圖所示，一個方形的金屬盒原來不帶電，現將一個帶電荷量為＋Q的點電荷放在盒左邊附近，達到靜電平衡後，盒上的感應電荷在盒子內部產生的電場分佈情況正確的是()【導學號：34522014】【解析】金屬盒內部由於處於靜電平衡狀態，因此內部每點的合電場強度都為0，即金屬盒內的每一點，感應電荷產生的電場的電場強度都與點電荷＋Q 在那點產生的電場的電場強度大小相等、方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷＋Q的電場線重合，但方向相反.【答案】 C2.(多選)如圖1-7-4所示，在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢地靠近(不相接觸)時，下列說法中正確的是()圖1-7-4A．B端的感應電荷越來越多B．導體內部電場強度越來越大C．導體的感應電荷在M點產生的電場強度大於在N點產生的電場強度D．導體的感應電荷在M、N兩點產生的電場強度相等【解析】絕緣導體移近帶負電的小球P時，導體中的自由電子受到帶負電小球P產生的電場的作用力變大，使自由電子不斷地向B端移動，AB兩端的感應電荷不斷增多，故選項A正確．由於導體AB是緩慢移動，導體處於靜電平衡是在很短的時間內完成的，緩慢移動過程中的各個狀態帶負電小球P產生的電場和導體AB上感應電荷的電場疊加的結果均會使導體內部各處的合電場強度總等於零，故選項B錯誤．M點距小球P的距離比N點要近，由E＝k Qr2可知，帶負電小球P在M點產生的電場強度大於在N點產生的電場強度．而導體內部的合電場強度處處為零，那麼導體上的感應電荷在M點產生的附加電場的電場強度就大於在N點產生的附加電場的電場強度，故選項C正確，D錯誤．【答案】AC對靜電平衡問題的兩點提醒：(1)一個孤立的帶電體，處於靜電平衡時電荷只能分佈在外表面.(2)淨電荷是指導體內未被中和抵消的剩餘電荷，感應電荷是指由於靜電感應而使導體兩端出現的等量異種電荷.尖端放電和靜電屏蔽[先填空]1．電離：導體尖端的電荷密度很大，附近的場強很強，空氣中的帶電粒子劇烈運動，使空氣分子被撞“散”而使正、負電荷分離的現象．2．尖端放電：導體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離後的異種離子與尖端的電荷中和，相當於導體從尖端失去電荷的現象．3．靜電屏蔽：靜電平衡時，導體殼內空腔裡的電場處處為0，外電場對殼內不會產生影響．4．尖端放電和靜電屏蔽的應用、防止(1)尖端放電①應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施．②防止：高壓設備中導體的表面儘量光滑，減少電能的損失．(2)靜電屏蔽的應用①電學儀器和電子設備外面會有金屬罩，通訊電纜外麵包一層鉛皮，可以防止外電場的干擾．②電工高壓帶電作業時，穿戴金屬絲網製成的衣、帽、手套、鞋子，可以對人體起到靜電屏蔽作用，使人安全作業．[再判断]1．避雷針能避免建築物被雷擊是因為雲層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地．(×)2．用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開．(×)3．飛機輪上裝有拖地線，油罐車後面拖條鐵鍊都是把靜電導入大地．(√) [后思考]為什麼安裝了防盜網的室內手機信號不好，沒安防盜網的室內手機信號好？【提示】若把手機放入金屬網罩中，金屬網罩對手機信號起到遮罩作用，安裝防盜網對手機信號有一定影響．故安裝了防盜網的室內手機信號不如沒安防盜網的室內手機信號好．[合作探讨]如圖1-7-5所示，為帶有高電壓的法拉第籠，籠內站有幾名同學．圖1-7-5探討1：法拉第籠內各處的電場強度是多大？【提示】處處為零．探討2：為什麼在帶高電壓的籠內的人安然無恙？【提示】法拉第籠外殼是金屬，能起遮罩作用，所以在帶高電壓的籠內的人安然無恙．[核心点击]靜電屏蔽的兩種情況遮罩外電場遮罩內電場圖示實現過程因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內的合場強為零，達到靜電平衡狀態，起到遮罩外電場的作用當空腔外部接地時，外表面的感應電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到遮罩內電場的作用最終結論導體內空腔不受外界電荷影響接地導體空腔外部不受內部電荷影響本質靜電感應與靜電平衡3．如圖所示，金屬殼放在光滑的絕緣水準墊上，不能起到遮罩外電場或內電場作用的是()【解析】A圖中，由於金屬殼發生靜電感應，內部場強為零，金屬殼起到遮罩外電場的作用；B圖中金屬殼同大地連為一體，同A一樣，外殼起到遮罩外電場的作用；C中電荷會引起金屬殼內外表面帶電，外表面電荷會在殼外空間中產生電場，即金屬殼不起遮罩作用；D中將金屬殼接地後，外表面不帶電，殼外不產生電場，金屬殼起遮罩內電場的作用．【答案】 C4．將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，如圖1-7-6所示．下列說法正確的是()【導學號：34522015】圖1-7-6A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都不變【解析】球C對外界電場有靜電屏蔽作用，使處於C內部的A球不受外界電場影響，所以A不偏移；但A在C的外表面感應出正電荷，也就是C不能遮罩內部電荷向外激發電場，所以B將向右偏，B正確．【答案】 B對靜電屏蔽問題的三點提醒(1)空腔可以遮罩外界電場，接地的空腔可以遮罩內部的電場作用，其本質都是因為激發電場與感應電場疊加的結果，分析中應特別注意分清是哪一部分電場作用，還是合電場作用的結果．(2)對靜電感應，要掌握導體內部的自由電荷是如何移動的，是如何建立起附加電場的，何處會出現感應電荷．(3)對靜電平衡，要理解導體達到靜電平衡時所具有的特點．。

静电现象的应用课程背景《物理》人教版选修3-1中的本章内容主要介绍了静电现象、电场和电势等概念，以及与静电有关的电荷分布、电势差和电容等知识点。

在这个基础之上，本章还介绍了静电现象在实际生活和工作中的应用。

课程目标本节课将重点介绍静电现象的应用，让学生了解静电现象的实用性，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

重点内容静电现象在生活中广泛存在，本节课将从以下几个方面介绍其应用。

1. 静电喷涂静电喷涂是一种利用静电力将液体或粉状涂料喷涂到物体表面上的方法。

通过在喷涂设备中加入高压静电场，使得涂料带有静电荷，他们会和带有相反静电荷的物体表面产生强烈的吸引力，从而实现精准、高效的喷涂作业。

2. 静电除尘静电除尘是一种利用静电现象清除工业生产过程中有害气体和粉尘的方法。

它通过在排放口设置电场，使得气体和粉尘带有静电荷，然后通过引入相反电荷的收集器进行收集和清理，从而达到清洁环保的效果。

3. 静电干燥静电干燥是一种用静电力将物体表面的水分、溶解气体等挥发干燥的方法。

通过在干燥室中产生静电场，将物体表面的水分、溶解气体等电荷化，从而使其挥发加速，实现干燥效果。

4. 静电印刷静电印刷是一种利用静电现象完成印刷任务的方法。

在印刷过程中，静电装置产生高压静电场，带有正电的粉末沉积在有电极接触的部位上。

通过调节电极的位置和静电场的强度，控制粉末的沉积，完成印刷任务。

常见问题1. 静电现象在生活中有哪些应用？静电喷涂、静电除尘、静电干燥、静电印刷等。

2. 静电喷涂的原理是什么？高压静电场使得涂料带有静电荷，涂料和物体表面产生静电吸引力，实现精准、高效的喷涂。

3. 静电印刷的过程中需要调节哪些参数？需要调节电极的位置和静电场的强度，控制粉末的沉积，完成印刷任务。

总结通过本节课的学习，我们了解到静电现象在实际生活和工作中的应用。

不仅可以让我们更深入地了解这一物理现象，还可以培养我们应用物理知识解决实际问题的能力。

当然，我们在应用静电时也需要掌握一定的专业知识，避免不应该出现的问题。

《静电现象的应用》的教学设计河南省实验中学一李双东《静电现象的应用》是人教版高中物理选修3-1第一章第七节的内容，《静电现象的应用》是静电场的 重要应用，学好本节内容对今后处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的，同时《静电现象的 应用》的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的联系，因此学习这部分知识有着广泛的 现实意义。

教师启发.引导.学生讨论.交流、分组实验、媒体展示.实验演示。

多媒体、ppt 课件、自制静电除尘器、自制避雷针模拟器、高压屏蔽视频、分组实验器材等课时安排 1课时教学思路 ［理论探究【静电屏蔽实验验证］尖端放电静电平衡静电应用教材分析教学目标教学重点 教学难点1、 理解静电平衡的概念；2、 通过理论探究和分组实验来掌握静电平衡的特点；3、 了解静电现象的两个应用静电屏蔽和尖端放电。

1、 通过静电平衡的理论推导和实验验证，了解物理学的研究方法;2、 尝试运用静电现象分析解决一些与生产生活相关的物理问题，从而培养学生自主学 习能力和理论联系实际的能力。

1、 创设师生互动情景，培养学生主动与他人合作的精神和探索与日常生活有关的物理 问题的勇气；2、 通过用静电现象解释和处理有关问题，让学生体会物理学对人的生活、生产的影响 和对社会发展的贡献，激发学生热爱科学、探索科学的热情。

1、 静电现象的特,2、 静电的两个应用。

知识与技能过程与方法情感态度 与价值观用实验验证静电现象的各个特点。

教学方法 教学资源教学过程内容（一）导入过程一、新课导入（-）导入揭秘二、新课教学（一）静电平衡（理论探究）雾霾天气工业烟雾自制除尘仪器实验导入：演示静电除尘实验导入语：课前我们先来做一道联想题，结合下面情景联想两个字？请大声告诉我，没错就是雾霾，雾霾是当下最严重的环境问题之一，它的主要成因则是烟雾，下面我给大家演示一个与烟雾有关的实验。

烟雾为什么会消失，大家想知道这里的奥祕吗？那就一起随我走进今天的课堂“静电现象的应用”自制除尘器创作历程该导入将在尖端放电的教学环节中进行揭秘，去掉烟囱，可以看到，矿泉水瓶作为烟囱，中药艾条来产生烟雾，锯条作为尖端放电的一极，而易拉罐外壳作为吸尘的另一极。

《7 静电现象的应用》静电平衡状态及静电平衡下的导体的特点及导体上电荷的分布情况是本节的重点。

教学中要重视两方面的处理：一是重视推理的过程，教学中务必使学生清楚地知道推理过程，这样才能做到不仅知道结论，而且知道这个结论是怎样得来的，以加深理解；二是重视实验，使学生在理论和实际的结合中理解知识。

对静电屏蔽的讲解，同样需要使学生在理论和实际的结合中理解知识。

在使学生理解把导体挖空这个推理过程的同时要做好实验，让学生清楚地看到静电屏蔽现象。

【知识与能力目标】1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态；2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零；3．知道尖端放电、静电屏蔽及其应用。

【过程与方法目标】1．培养学生的观察能力，逻辑推理的能力，分析问题的能力；2．掌握分析和综合等思维方法。

【情感态度价值观目标】1．使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义；2．渗透具体问题具体分析的方法。

【教学重点】静电平衡导体的场强和静电荷分布的特点。

【教学难点】电场中导体的特点。

验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干。

视频资料，多媒体设备。

［新课导入］问题：什么是静电感应现象？将不带电的导体靠近带电体时，导体上就带电了，靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫做静电感应现象。

问题：静电感应现象的实质是什么？静电感应现象的实质是在电场力的作用下电荷的重新分布。

问题：在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？若将导体接地则情况如何？左端接地呢？知道了电场中的导体会发生静电感应现象，那为什么会产生静电感应现象呢？产生静电感应现象会导致怎样的结果，导体又有何特点呢？今天这节课就来学习这些问题。

［新课教学］一、静电平衡状态下导体的电场1．静电平衡状态（1）静电平衡问题：为什么会产生静电感应现象呢？分析：导体的特征是在它的内部有大量的自由电荷，对金属导体来说，是由做热振动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成的。

第7 节静电现象的应用、教学目标1、通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。

2、通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点3、了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象二、重点和难点重点：掌握静电平衡的概念，理解导体处于静电平衡状态的特征是本节的重点难点：应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点是本节的难点。

三、设计思路1、《静电现象的应用》是本章的难点内容，概念规律非常抽象。

学生只有在老师的指导下参与探究全过程，才能深刻理解电平衡状态下导体的特点、规律。

克服思维定势的负迁移和主观臆断的不良倾向，培养学生认真严谨的科学探究品质。

2、本课题设计的另一思路旨在让学生认真讨论，积极参与，体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

培养学生学习物理的兴趣。

这也是新课改的重要内容。

3、本节教学设计的过程为：首先学生活动：对不带电的金属导体放入电场中发生静电现象的讨论；然后学生归纳，教师总结得出静电平衡状态下导体的特点。

最后通过两道例题巩固加深理解。

四、教学流程五、教学反思本节是这一章的难点，内容抽象、深奥，并且要很好的体现新课程理念。

上好本堂课就显得比较困难，所以必须注意下面几点：1、改变传统的填鸭式教学模式或教师提问题、学生回答问题的单一做法。

教师可创设情景, 让学生发现问题，更主动的提出问题，解决问题。

所以教师在组织和引导学生研究的过程中要及时组织学生评价，从而提高学生的思维品质和课堂效率。

2、要引导全体学生积极参与教学活动，亲身体验探究、思考和研究的全过程，让学生通过这些过程开阔视野，激发学生的求异心理取向，从而激发学生的潜能。

真正落实三维课程目标。

3、在学生自由讨论和探究时，要认真听取每一位同学的观点肯定他们的成功之处和指出不足之处，让学生感到有成就感，既活跃了课堂气氛，又符合成功教育的要求。

第七节静电现象的应用教学设计第七节静电现象的应用一、教材分析1、本课题设计的另一思路旨在让学生认真讨论，踊跃参与，体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培育学生学习物理的兴趣，这也是新课改的重要内容。

二、本节教学设计的进程为：第一学生活动：对不带电的金属导体放入电场中发生静电现象的讨论；然后学生归纳，教师总结得出静电平衡状态下导体的特点，最后通过两道例题巩固加深理解。

二、教学目标：1、掌握归纳、演绎推理的方式，训练学生的推理能力，切身感受知识的成立进程。

2、通过概念成立、规律的得出培育学生认真严谨的科学态度和探讨创造的心理品质。

3、通过对静电场中导体的自由电荷运动情形的讨论，了解静电平衡的概念，明白处于静电平衡的导体的特征。

三、重点和难点：重点：掌握静电平衡的概念，理解导体处于静电平衡状态的特征是本节的重点难点：应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，熟悉导体的电荷散布特点是本节的难点。

四、学情分析《静电现象的应用》是本章的难点内容，概念规律超级抽象。

学生只有在老师的指导下参与探讨全进程，才能深刻理解电平衡状态下导体的特点、规律，克服思维定势的负移和主观臆断的不良偏向，培育学生认真严谨的科学探讨品质。

五教学方式：教师的引导，学生的讨论、评议；再加动画演示和实验演示加深体会。

六、课前预备1．学生的学习预备：预习初步把握静电感应现象和静电平衡状态下导体场强的特点2．教师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探讨学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学进程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情形并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

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？自由电子会如何移动？（二）情景导入、展示目标。

把金属导体放入电场中，导体上会出现如何的现象？（三）合作探讨、精讲点拨：一、静电感应现象及静电平衡1：现象的解释画图论述：在电场中的导体沿着电场强度方向两头出现等量异种电荷的现象叫做静电感应。

第一章靜電場第7節靜電現象的應用[學習目標]：1.知道什麼是靜電平衡狀態，能說出靜電平衡產生的條件.2.掌握靜電平衡狀態下的導體特點.3.瞭解尖端放電、靜電屏蔽現象及其應用．[學習過程]：任務一：如圖1所示，把一個不帶電的金屬導體放到電場中，導體內的自由電子將發生定向移動，從而使導體兩端出現等量異種電荷．請思考並小組討論下列問題：(1)自由電子定向移動的原因是什麼？定向移動的方向如何？(2)自由電子能否一直定向移動？為什麼？答案(1)自由電子受外加電場的電場力作用而移動，向著與電場相反的方向定向移動．(2)不能．感應電荷產生的電場與外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子的定向移動終止．[教師概括] 靜電平衡狀態下導體的電場1．靜電平衡：金屬導體放到電場中，導體內的自由電子在靜電力作用下，將向著與電場相反的方向定向移動．在導體的兩個面上將出現正負電荷的現象．2．導體兩面出現的正負電荷在導體內部產生的電場E′與E0的方向相反，當這兩個電場疊加使導體內部各點的合電場等於0時，導體內的自由電子不再發生定向移動，導體達到了靜電平衡狀態．(1)處於靜電平衡狀態的導體，內部的電場處處為0.(2)處於靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面．任務二：請思考並小組討論下列問題：1．當導體處於靜電平衡時，電荷在導體上如何分佈？內部是否還有電荷？答案電荷只分佈在導體的外表面，導體內部沒有電荷．2．形狀不規則的帶電體，表面上各處的電荷分佈是否均勻？附近場強是否相等？答案在導體外表面，電荷分佈不均勻，電場強度也不相等．[教師概括] 導體上電荷的分佈靜電平衡時，導體上的電荷分佈有以下兩個特點：(1)導體內部沒有電荷，電荷只分佈在導體的表面．(2)在導體外表面，越尖銳的位置電荷的密度(單位面積的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷．任務三：閱讀P25的“尖端放電”內容，思考並小組討論下列問題：1．避雷針是利用尖端放電保護建築物的一種設施，其原理是什麼？答案導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發生劇烈的運動，把空氣中的氣體分子撞“散”，也就是使分子中的正、負電荷分離．這個現象叫做空氣的電離．中性的分子電離後變成帶負電的自由電子和失去電子而帶正電的離子．這些帶電粒子在強電場的作用下加速，撞擊空氣中的分子，使它們進一步電離，產生更多的帶電粒子．那些所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由於被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當於導體從尖端失去電荷．2．處於靜電平衡狀態的導體，其內部場強處處為零，若導體是空心的，則空心部分的場強怎樣？靜電屏蔽是怎樣起到遮罩作用的？答案空心部分場強為零．靜電屏蔽是利用“處於靜電平衡狀態的導體內部場強處處為零”，即使內部有自由電子，受到的電場力也為0，自由電子不發生定向移動．[教師概括]尖端放電和靜電屏蔽1．尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由於被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當於導體從尖端失去電荷．這個現象叫做尖端放電．2．靜電屏蔽：當靜電平衡時，金屬殼或金屬網的空腔內電場強度為0，外電場對殼(網)內的儀器不會(填“會”或“不會”)產生影響，金屬殼(網)的這種作用叫做靜電屏蔽．任務四：完成下列練習，檢測本堂課學習效果1、一金屬球，原來不帶電．現沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細杆MN，如圖2所示．金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a、b、c三點的場強大小分別為E a、E b、E c，三者相比(C)A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c2、如圖3所示，在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢地靠近(不接觸)時，下列說法中正確的是(AC)A．B端的感應電荷越來越多B．導體內部場強越來越大C．導體的感應電荷在M點產生的場強大於在N點產生的場強D．導體的感應電荷在M、N兩點產生的場強相等3、如圖4所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是(BCD)A．用取電棒C(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內壁接觸一下後再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下後再跟A接觸C．用絕緣導線把驗電器A跟取電棒C的導體部分相連，再把取電棒C與B的內壁接觸D．使驗電器A靠近B4、下列實驗中，驗電器的金屬箔片會張開的是(B)[課堂總結]：[課後作業]：完成《成才之路》小本。

第7节静电现象的应用【教材分析】本节课要学的内容静电感应现象指的是在电场中的导体沿着电场强度方向两个端面出现等量异种电荷，其核心是导体内部处处场强为零,理解它关键就是要假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果，即E0+ E′=0 （E′与E0大小相等，方向相反）。

教学的重点是内部场强处处为零，解决重点的关键是好好理解感应电场。

【教学目标】教学目标了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象；理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点；了解静电屏蔽现象及其应用。

着重理解静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布、电势等。

目标解析导体内部处处场强为零。

假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是外加电场E0与感应电荷产生的电场E′相互叠加的结果，即E0+ E′=0 （E′与E0大小相等，方向相反）。

【知识与技能】1、了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。

2、了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。

3、了解尖端放电和静电屏蔽现象【过程与方法】通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。

【情感态度与价值观】体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平,培养学生的理论联系实际能力、科学探索精神。

【教学重难点】1、静电场中静电平衡状态下导体的特性；2、运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因【教学重难点】★教学重点：电荷守恒定律★教学难点：感应起电的原理及运用【课时安排】1课时【教学过程】★重难点一、静电平衡状态下导体的电场★一、静电平衡状态下导体的电场1．静电感应现象现象解释：将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静电场中，导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电场力作用，除了做无规则热运动，自由电子还要向电场玩的反方向作定向移动，图1—4一l（a）所示，并在导体的一个侧面集结，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电荷图l 一4—1（b）所示。

静电现象的应用一、课题：人民教学育出版社高中物理选修3-1第一章第七节《静电现象的应用》二、教学材分析：处于人民教学育出版社高中物理选修3-1第一章《静电场》第七节，本章前六节主要从力和功能关系方面研究静电场，为章内后三节内容的教学与学习奠定了基础知识和构建了思维模型。

根据课程标准的要求：了解静电现象及其在学生活和学生产中的应用，能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。

作为静电场中特有的静电感应现象，本节是对该现象的深入研究，并由此引出其在学生产学生活中的广泛应用价值。

《静电现象的应用》这节内容是本章的难点，内容抽象且深奥，现实学生产学生活中应用范围较广，实例较有趣味性和实用性。

本章作为高中电磁的基础，本节则体现着该章基础内容的实例应用，凸显出了分析动力知识和电知识相结合的分析问题的一般过程思路和方法。

其中有关导体的静电平衡状态的内容处理应基于学生已有的静电场基础知识，并结合学生的动力基础从而展开电场中动态问题的分析教学，内容看似抽象复杂，实则意义非凡，为展开电磁的教学提供了一般的引领示范作用。

从学生活角度走进物理进行本节课《静电现象的应用》的研究学习，学生体验了物理中所提及的静电感应现象就在身边且学生产学生活中涉及面广，现实学生活中的实例更能说服学生从学生活中发现物理规律和构建分析物理问题的思维模式，让学生认识到学生活现象就是物理研究的大宝库，物理来自于学生活，更应用于学生活。

三、情分析：处于高二年级的学生，其具有一定的物理素养和知识储备。

学生在高中必修一和必修二中已掌握了动力的基础内容和具有了一定的分析简单动态平衡问题的能力，利用静电场的基础知识并结合已有的物理知识体系，对于学生而言理解静电感应现象比较容易，然而导体的静电平衡状的理解相对较为抽象且复杂，需要教学师在教学内容方面的必要引导和帮助学生释放的思想“包袱”，鼓励学生大胆的提高自身的分析能力，从而使其树立信心。

静电现象在现实学生产学生活中的应用，比如静电平衡、尖端放电、静电分离、静电除尘等内容，教学基于学生对导体的静电平衡状态的理解，考察学生的分析能力，在教学师的适当引导下，实例应用对于学生而言比较容易接受，在实验活动中利于学生理解物理规律、构建物理思维，无形之中提高其综合分析能力。

教学课题：第七节静电现象的应用课时：一课时教师：教学目标(1)通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论。

了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体特征。

(2)通过实验了解静电平衡的带电导体上电荷的分布特点。

(3)了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产屮的静电现象。

(4)经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程。

教学重点难点静电平衡的特征，应用静电平衡知识，是木节课的难点。

金属导体放在电场中，达到静电屏蔽是一个非常快的过程，但是对这一过程的分析却十分重要。

一定要带领学生共同参与讨论这一过程，使他们明白自由电荷不再定向移动的条件。

这样做不仅突出重点，也为突破难点打好了基础。

带电导体的电荷分布特点、静电屏蔽、静电屏蔽的应用都必须做好实验。

教学方法与手段以演示实验为先导，引领学生讨论分析静电感应现象，总结静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象。

做好演示实验、合作学习为主，发动学牛展开讨论，举例说明牛活中的静电现象。

教学媒体法拉第圆筒、绝缘金属球、静电感应导体、验电器、感应器电机。

多媒体课件、实物投影仪、视频片断。

知识准备电场的基本特性；金属导体的特征；静电感应的概念；感应起电的本质。

教学过程：一、复习引入［复习］投影思考题1、什么是静电感应现象？2、静电感应现象的实质是什么？［引入］在静电感应现象中，是什么力使导体中的正、负电荷分开？电荷重新分布后，导体会发生什么样的现象呢？本节课我们来探讨这个问题。

二、新课教学(-)静电平衡状态动画：第一节的静电感应现象［学牛分析］导体中的正负电荷发牛转移。

分析提纲：1、导体C (带正电)周围存在什么特殊物质？2、电场中的电荷受力方向如何？3、金属导体中的自由电荷是什么？4、在什么条件下物体处于平衡状态?思考：1、是否只有金属导体放入电场中才发生静电感应呢？静电感应产生的原因是什么？2、在静电感应过程中导体内部有电流吗？为什么？导体内部感应电荷电场与原电场方向有什么关系？导体外面呢？3、什么是静电平衡？处于静电平衡的导体内部电场有什么特点？在它的表面呢又如何？点拨归纳：1、金属导体中自由电子受到导体C周围产生电场的电场力作用后向左移动，在右侧出现多余正电荷，然后导体两侧止、负电荷在导体内部产生与原电场反向的电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原场强逐渐减弱，直至为零。

静电现象的应用【教学设计】教学过程一、实验引入，复习提问1、思考与讨论：通过实验引入，并让学生讨论回答：（1）什么是静电感应现象？（2）静电感应的实质是什么？（3）是什么力使导体中的正负电荷分开，电荷重新分布稳定后，导体表面和内部有电荷移动吗？问题：把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，结果如何呢？讨论线索：1、金属导体为什么容易导电？2、自由电子如何移动？3、自由电子会在什么地方聚积？4、电子的聚积会出现怎样的结果？5、 最终会出现怎样的现象？（利用线索引导学生分析，介绍金属导体内部结构特点以及分析金属导体在放在电场中的现象．） 总结：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质． 二、新课内容： （一）静电平衡状态动画演示：静电平衡状态将不带电的导体置于电场中时，导体内自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布。

重新分布的感应电荷在导体内产生一个与外电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，该电场与外电场叠加，使导体内部的电场减弱，只要内部场强不为零，导体两面的正负电荷便继续增加，导体的内部电场就会继续削弱，直至导体电 原内部的合场强都等于零的时候为止，这时导体内自由电子不再发生定向移动。

总结：①导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态。

②特征：导体内部场强处处为零。

在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的其他特点：导体表面附近任何一点的电场线与这点的表面垂直；处于静电平衡状态的整个导体是个等势体。

（二）、导体上电荷分布探究——法拉第“圆筒实验”播放法拉第圆筒实验的实验视频。

由实验视频可以得出结论：特点1：达到静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。

特点2：在导体表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的地方几乎没有电荷。

（三）、尖端放电1、尖端放电导体尖端的电荷密度大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离。

《静电现象的应用》教案教学内容人教版物理选修3-1《静电现象的应用》教学目标一、知识与技能．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。

2．知道静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且导体内部场强处处为零的特点。

3．静电屏蔽及其应用4.通过对静电平衡状态下导体内部场强处处为零的推导过程培养学生逻辑推理的能力。

二、过程与方法借助实物与演示实验，分析静电平衡时导体上的电荷分布和内部场强的特点，从而得到静电保护的方法。

三、情感、态度与价值观观察生活中的现象，体会生活、生产中的静电现象，培养探索乐趣。

教学重点．静电平衡状态下导体的特点。

2．静电屏蔽及其应用。

教学难点应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点。

教学方法实验情境教学法教学过程（一）实验引入：借用原人教版高中物理第一册课本绪言中“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”实验情境引入，设疑激趣。

（二）讲解新课：（设问）1.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有什么的作用？2.金属导体的重要特征（导电的原因）是什么？（答）1.电场对放入其中的电荷有力的作用。

2.（展示说明）金属导体内部有大量的自由移动的电荷（电子）。

（设问）3.如果我们给上边的金属导体加上一个匀强电场，导体会有什么变化呢？（用多媒体展示情境，即课本23页图1.7—1）思考讨论：．导体两端的感应电荷会在空间产生电场吗？2．产生电场的方向怎样？3．现在空间中有几个电场存在？4．感应电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场怎样变化？5．内部的电场被减弱了，但自由电子是不是仍然要受到电场力的作用，继续定向移动？6．继续定向移动的结果是什么？7．最终达到一种特殊的状态，内部的场强处处为零，定向移动停止。

得出结论：处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，内部的场强处处为零。

8．把上边的实心导体挖空，变成一个导体壳，对静电平衡状态有影响吗？9.如果把一个小的导体放入导体壳中，小导体还会发生静电感应现象吗？设计意图：通过问题串组织教学，让学生认识逐步深化。

人教版选修3－1 1.7 静电现象的应用教学设计
课题§1.7静电现象的应用
课型：新授课
三维目标
一、知识与技能：
1、认识静电感应，知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。

2、知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体的外表面上；
3、知道静电屏蔽现象及其应用。

二、过程与方法：
通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。

三、态度情感价值观：
通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。

学情分析
《静电现象的应用》是本章的难点内容,概念规律非常抽象,学生只有在老师的参与下探究全过程,才能深刻了解静电平衡状态下导体的特征、规律,克服思维定式的负移和主观臆断的不良倾向,培养学生认真严谨的探究品质。

教学重难点
教学过程
板书设计§1.7静电现象的应用
一．静电平衡状态下的导体的电场
1.静电平衡状态
2.处于静电平衡状态下导体的特征：
（1）导体内部场强处处为零
（2）导体是一个等势体，导体表面是一个等势面
（3）导体内部没有静电荷，只分布在导体表面；越尖锐处电荷密度越大3.尖端放电
（4）空气的电离
（5）尖端放电
（6）尖端放电的应用与防护
4.静电屏蔽。