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听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第九章静电场及其应用《电荷》一、教学目标（核心素养）•物理观念：使学生理解电荷的概念，知道电荷的种类及电荷间的相互作用规律。
•科学思维：通过探究电荷的性质，培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。
•科学探究：引导学生观察实验现象，分析数据，体验科学探究的过程，提升解决问题的能力。
•科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心，培养严谨的科学态度和实事求是的精神。
二、导入•教师行为：教师手持两个充好电的气球，相互靠近时观察到它们相互排斥或吸引的现象，提问：“为什么气球之间会有这样的相互作用？这与什么有关？”•学生活动：学生观察实验现象，积极思考并尝试回答教师的问题，提出自己的猜想。
•过程点评：通过生动的实验演示，有效激发学生的好奇心和求知欲，为引入电荷概念做好了铺垫。
三、教学过程3.1 电荷的概念与种类•教师行为：讲解电荷是物质的一种基本属性，存在正电荷和负电荷两种。
通过实例（如电子带负电，质子带正电）帮助学生理解电荷的种类。
•学生活动：认真听讲，记录关键信息，尝试用自己的话解释电荷的概念和种类。
•过程点评：教师讲解清晰，实例生动，有助于学生准确理解电荷的基本概念。
3.2 电荷间的相互作用•教师行为：利用电荷棒进行演示实验，展示同种电荷相斥、异种电荷相吸的现象，并引导学生分析原因，引出库仑定律的初步介绍。
•学生活动：观察实验现象，记录实验结果，尝试用所学知识解释实验现象，讨论库仑定律的意义。
•过程点评：实验演示直观，学生参与度高，通过讨论加深了对电荷间相互作用规律的理解。
3.3 电荷的守恒定律•教师行为：通过讲述“摩擦起电”的实验，引导学生思考电荷的来源和去向，介绍电荷守恒定律的内容，并强调其在物理学中的重要性。
•学生活动：回顾“摩擦起电”的实验过程，思考电荷守恒的原因，尝试用自己的话解释电荷守恒定律。
•过程点评：通过回顾实验和理论讲解相结合的方式，使学生深刻理解电荷守恒定律的实质和重要性。
静电场及其应用（A卷•素养提升卷）(考试时间：75分钟满分：100分)注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电极B上B．图乙中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的C．图丙中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力D．图丁中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安A．易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同B．易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同A．F1B．F2根据矢量合成的平行四边形法则，可知合力故选B。
4．（23-24高二上·浙江杭州力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。
下列说法正确的是（ ）A．电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场B．尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同C．尘埃所带的电荷量可能为17C8.010--´D．在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比【答案】C【详解】A．由图可知，电晕极和收尘极间的电场不是匀强电场，靠近电晕极的电场较强，A．这个电场可能是正点电荷的电场B．这个电场是匀强电场C．负电荷在B时受到的电场力的方向就是D．点电荷在A点时受到的电场力比在【答案】DA．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带正电B．处于静电平衡状态的导体腔，内表面有电荷，导体壳壁壳内空腔C电场强度为0C．通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，可分析判断两点电荷是等量异种点电荷D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化弱为强，避免强雷电的破坏【答案】CA．A受到的库仑力逐渐增大B．地面对斜面C的摩擦力逐渐减小C．物体A受到斜面的支持力一直减小D．物体A受到斜面的支持力一直增大以A和C整体为研究对象，设衡条件得由于F大小不变，θ减小，则知地面对斜面A ．A 点的电场强度是40N/C ，方向沿x 轴正方向B ．B 点的电场强度是2.5N/C ，方向沿x 轴负方向C ．点电荷Q 带正电，所在位置为0.2m x =处D ．点电荷Q 的带电荷量约为114.410C-´【答案】ACD【详解】AB ．根据图象乙的斜率可得出电场强度大小A 点电场强度为A ．在O 点产生的合场强为零B ．在O 点产生的合场强大小为2kQr C ．在P 点的电场强度方向沿x 轴正方向A．a j大于O j，O j大于B．粒子P从c点沿直线运动到C．粒子P从a点由静止释放，可能在A．aO间的电场方向由a→O，根据沿着电场线电势降落，可知j一定大于场线方向从O→c，可知OB．由上面的分析知粒子所受的电场力是变化的，第Ⅱ卷非选择题（1）若带电小球的质量为m，重力加速度为的夹角为q，则带电小球受到的静电力大小为（2）本实验方案采用的物理方法是或“微小量放大法”）。
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第三册第九章静电场及其应用《电荷》一、教学目标（核心素养）1.物理观念：理解电荷的概念、性质及分类（正电荷、负电荷），掌握电荷守恒定律，理解电荷间的相互作用规律（库仑定律）。
2.科学思维：通过实例分析，培养学生运用电荷概念解释静电现象的能力，提升逻辑思维和抽象思维能力。
3.科学探究：通过简单的实验活动，观察电荷的存在、转移和中和现象，体验科学探究的过程，培养实验设计和数据分析能力。
4.科学态度与责任：激发学生对静电现象的兴趣，培养严谨的科学态度和实事求是的精神，了解电荷知识在日常生活和科技应用中的重要性。
二、教学重点•电荷的概念、性质及分类。
•电荷守恒定律的理解与应用。
•库仑定律的内容及其实验验证。
三、教学难点•理解电荷是物质的一种基本属性，而非简单的物质本身。
•掌握电荷守恒定律在复杂情境下的应用。
•准确理解库仑定律中距离与力的关系，以及力的矢量性。
四、教学资源•多媒体课件（包含电荷示意图、静电现象视频、库仑定律实验演示等）。
•实验器材（如验电器、丝绸、玻璃棒、橡胶棒、毛皮等用于电荷转移和中和的实验材料）。
•教科书、教辅资料及学生预习材料。
•网络资源（如静电现象科普视频、库仑定律模拟实验等）。
五、教学方法•讲授法：讲解电荷的基本概念、性质及分类。
•演示法：通过实验演示电荷的转移、中和现象及库仑定律的验证。
•讨论法：组织学生讨论电荷守恒定律的应用实例，加深对定律的理解。
•探究法：引导学生设计并实施简单的静电实验，培养科学探究能力。
六、教学过程导入新课•生活实例引入：展示日常生活中的静电现象（如梳头时头发竖起、脱毛衣时听到“啪啪”声等），引导学生思考这些现象背后的共同原因——电荷。
•问题引导：提问“什么是电荷？电荷有哪些性质？它们之间是如何相互作用的？”激发学生兴趣，自然过渡到新课学习。
新课教学1.电荷的概念与性质：•讲解电荷是物质的一种基本属性，所有物体都带电，但有的物体显电中性（正负电荷平衡）。
学科素养提升
科学思维1 三个自由点电荷的平衡问题
1.条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。
2.规律
“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上。
“两同夹异”——正负电荷相互间隔。
“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小。
“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
三个点电荷的电荷量满足q 1q 3＝q 1q 2＋q 2q 3。
[例1] 在真空中有两个相距r 的点电荷A 和B ，带电荷量分别为q 1＝－q ，q 2＝4q 。
(1)若A 、B 固定，在什么位置放入第三个点电荷q 3，可使之处于平衡状态？平衡条件中对q 3的电荷量及正负有无要求？
(2)若以上三个点电荷皆可自由移动，要使它们都处于平衡状态，对q 3的电荷量及电性有何要求？
解析 (1)q 3受力平衡，必须和q 1、q 2在同一条直线上，因为q 1、q 2带异号电荷，所以q 3不可能在它们中间。
再根据库仑定律，库仑力和距离的平方成反比，可推知q 3应该在q 1、q 2的连线上，q 1的外侧(离带电荷量少的电荷近一点的地方)，如图所示。
设q 3离q 1的距离是x ，根据库仑定律和平衡条件列式
k q 3q 1x 2－k q 3q 2（x ＋r ）2
＝0 将q 1、q 2的已知量代入得x ＝r ，对q 3的电性和电荷量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对q 3的电性和电荷量都有要求，首先q 3不
能是一个负电荷，若是负电荷，q 1、q 2都不能平衡，也不能处在它们中间或q 2的外侧，设q 3离q 1的距离是x 。
根据库仑定律和平衡条件列式如下：
对q 3：k q 3q 1x 2－k q 3q 2（x ＋r ）
2＝0 对q 1：k q 1q 3x 2－k q 1q 2r 2＝0
解上述两方程得q 3＝4q ，x ＝r 。
答案 (1)在q 1的外侧距离为r 处，对q 3的电性和电荷量均没有要求
(2)电荷量为4q 带正电
方法归纳
三个电荷均处于平衡状态，每个电荷所受另外两个电荷的静电力等大反向，相互抵消；三个电荷一定处在同一条直线上，且必定是两同一异，异种电荷的电荷量最小且位于中间，距离两同种电荷中较小的电荷较近。
科学思维2 巧用“对称法”解电场的叠加问题
1.技巧：对称法求电场强度时常利用中心对称、轴对称等。
2.方法
(1)确定对称性——是电荷对称，还是相对电荷对称。
(2)确定某对称点的电场强度——常利用公式E ＝k Q r 2来确定电场强度大小。
(3)确定对称点的合电场强度——根据对称性确定两电荷在对称点的合场强，或者某电荷在另一对称点的场强，再利用矢量合成的方法求合场强。
[例2] 下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀
分布，各14圆环间彼此绝缘。
坐标原点O 处电场强度最大的是( )
解析 设带电荷量为q 的14圆环在O 点处产生的场强大小分别为E 0，根据对称性
可得四种情况下，O点处的场强大小分别为E A＝E0，E B＝2E0，E C＝E0，E D＝0，选项B正确。
答案 B
科学思维3静电及静电屏蔽在科技生活中的应用
1.命题素材
静电现象及静电屏蔽在科技及日常生活中有着广泛的应用，如静电喷雾、静电除尘和一些精密的电表或电子设备外面所套的金属罩、通信电缆外面包的一层铅皮，都是用来防止外界电磁场的干扰的。
2.信息提取
(1)信息定位：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
这样，导体壳就可以保护它所包围的区域，使这个区域不受外部电场的影响，这种现象叫作静电屏蔽。
(2)物理模型
①任意形状的导体空腔，腔体内场强不受腔外电荷的影响，如图甲。
②接地的导体空腔，外部电场不受腔内电荷的影响，如图乙。
(3)物理知识：静电感应、电场的叠加、静电平衡。
(4)结果讨论：在静电平衡状态下，不论是空心导体还是实心导体，不论导体本身带电多少，或者导体是否处于外电场中，其内部场强为零。
[例3](多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电
源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，
遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排
出的烟就清洁了。
就此示意图，下列说法正确的是()
A.N接电源的正极
B.M接电源的正极
C.电场强度E B＞E A
D.电场强度E B＜E A
解析电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在
管壁上，说明管壁带正电荷，因此可知N接电源正极。
金属棒与
金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示。
由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处场强比A处场强大，即E B＞E A。
答案AC。
