人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第4节《静电的防止与利用》教学设计

静电的防止与利用学习目标一、知识与技能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.二、过程与方法1. 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;2. 了解静电吸附原理，知道静电在除尘、喷漆、复印等生产中的应用。

三、情感态度与价值观通过生产中的应用,培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力。

重点难点1、知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态的导体的特性。

（重点)2、知道什么是静电屏蔽及其有关应用。

(重点）3、知道导体上电荷的分布规律。

（难点）教学准备课件教学过程一、导入新课：【教师引入课程】自然界到处都有静电。

生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电.在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？二、讲授新课:1、静电平衡【教师引导】在图中，导体中的自由电子怎么定向移动？积聚在什么地方？电子的积聚出现怎样的结果？最终会出现怎样的现象?导体中的自由电子沿电场0E 的反方向移动；电子会积聚在导体左侧；电子的积聚使导体左、右两侧出现等量异种电荷，使导体内部产生与0E 方向相反的电场'E ，使导体内部的电场强度削弱；当0E 与'E 大小相等时，导体内部的合电场强度=0E ,最终导体中的自由电子不再定向移动。

【小结】1．静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象.2．静电平衡状态:导体内的自由电荷不再发生定向移动的状态. 【教师补充】静电平衡的实质（1）在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合电场强度减小，随着感应电荷的继续增加，合电场强度逐渐减小,直至合电场强度为0，自由电荷的定向移动停止。

（2)静电平衡的特点：导体内部的合电场强度处处为0，即E=0合.2、尖端放电【教师引导】观察课件上的尖端放电现象。

《静电的防止与利用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解静电的基本概念，包括电荷、摩擦起电、感应起电等。

2. 掌握静电防止和利用的基本原理和实践应用。

3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、教学重难点1. 教学重点：静电防止（如接地线，防静电地板等）和利用（如静电复印机，静电除尘器等）的原理和应用。

2. 教学难点：实践应用的解释和举例，以及如何引导学生思考和解决实际问题。

三、教学准备1. 准备相关的实物（如接地线，防静电地板，静电除尘器等）和图片。

2. 准备相关案例和故事，用于解释静电防止和利用的原理。

3. 准备教学PPT和相关视频。

4. 提前与学生沟通，了解他们的知识背景和问题，以便调整教学计划。

四、教学过程：1. 导入：首先，我们来看一组图片，这些图片展示了生活中静电现象。

请同学们讨论并回答他们所观察到的现象。

然后，我们再深入探讨静电的本质和影响。

2. 基础知识讲解：我们首先来学习什么是静电以及它如何产生。

我们将讨论静电的基本性质，如电量、电荷守恒等。

接着，我们将学习电荷的表示方法以及测量方法。

3. 静电防止：在这一部分，我们将探讨如何防止静电带来的问题。

我们将讨论静电放电（ESD）的风险，以及如何通过设备、材料和过程来减少这些风险。

4. 静电利用：接下来，我们将了解静电在某些方面的利用。

例如，静电吸引如何用于制造微小颗粒，以及静电如何在工业上用于分离和存储物质。

5. 实践活动：为了加强理解，我们将进行一些实践活动。

例如，学生们将参与一个模拟的静电放电场景，并学习如何正确地穿戴防静电鞋和手套。

6. 小组讨论：学生们将分成小组，讨论他们在学习过程中的感受和收获，以及他们从中学到了哪些关于静电的知识。

同时，他们也可以提出任何与静电相关的问题。

7. 总结与反馈：最后，我们将总结本节课的主要内容，并让学生们提供反馈，包括他们对课程的满意度、课程的优点和改进的地方。

教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解静电的防止与利用的基本概念。

第 4 节静电的防止与利用物理观念科学思维科学探究1.知道什么是静电平衡状 1.观察演示实验并对实验现象态，能说出静电平衡状态会根据静电分析，体会运用所学知识进行核心下的导体特点。

平衡条件求分析推理的方法。

素养2.知道导体上电荷的分布解感应电荷 2.查阅并搜集资料，了解静电屏特征，了解尖端放电、静产生的场强。

蔽和静电吸附在技术和生活中电屏蔽现象及其成因。

的应用。

知识点一静电平衡状态、导体上电荷的分布[ 观图助学 ](1)(2)如图所示，当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到静电力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象。

① 这种定向移动是无休止的吗？② 电荷的移动对导体内部的电场有影响吗？1.静电感应现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。

2.静电平衡状态导体中 (包括表面 )自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。

3.静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。

(2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。

4.导体上电荷的分布(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。

(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量 )越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

[ 思考判断 ](1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角。

(×)(2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。

(√)知识点二尖端放电、静电屏蔽和静电吸附[ 观图助学 ](1)避雷针的作用是什么 (如图甲所示 )?(2)飞机在云层与云层之间飞行或起飞、着陆时都有可能遭遇雷击(如图乙所示 )。

第4节静电的防止与利用教学设计【提问】自然界到处都有静电。

生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。

在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？→静电有其有利的一面，也有有害的一面。

为做好静电的防止和利用，我们需要先学习静电平衡。

【提问】将导体放置在电场中，导体内的自由电荷在电场力的作用下将怎样运动？【提问】自由电荷的定向移动会使得导体内部的电荷分布发生怎样的变化？又会带来什么影响？【提问】随着自由电荷的不断定向移动，这种影响会怎样变化？最终会达到一个什么样的状态？【提问】此时导体内部的合场强是多少？→静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态，叫静电平衡状态。

【讲述】静电平衡的特点：1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。

【提问】处于静电平衡状态下的导体中的电荷是怎样分布的呢？【播放视频】法拉第圆筒。

【提问】这说明了什么？【播放视频】不规则带电体。

【提问】这说明了什么？→单位面积的电荷量称为电荷密度。

【讲述】静电平衡时导体上的电荷分布如图所示。

导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。

【提问】导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。

这种特点可以加以应用吗？【讲述】导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动。

【讲述】带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离。

→强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。

【提问】新产生的带电粒子对空气的电离现象有何影响？【提问】电离产生的带电粒子在电场的作用下向哪个方向运动？【提问】空气的电离容易在导体的什么部位发生？→导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。

这种现象叫作尖端放电。

【提问】尖端放电在生活中有哪些实际应用或现象呢？【播放视频】模拟避雷针。

【提问】避雷针是怎样工作的？【讲述】在高压设备上，尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。

大单元教学设计说课稿《9.4 静电的防止与利用》一、教材分析①本节课是《高中物理必修三》第9章“静电场”的第4节，主要介绍静电的防止与利用，为学生提供静电知识在实际生活中的应用案例。

②本节课的内容包括静电产生的原因、静电危害的表现、静电防护措施以及静电在工业、医疗等领域的应用。

③本节课旨在帮助学生认识静电现象，理解静电对生活和生产的影响，掌握防止静电危害的方法。

④通过学习本节课，学生将能够把握静电在实际生活中的应用场景，培养学生的实践能力和创新意识。

二、学情分析①学生已经学过静电现象、库仑定律和电场、电场强度的相关知识，具备了一定的物理基础。

②学生对静电现象有一定的实际体验，但可能对静电的防止与利用知识了解不够。

③学生对新知识充满好奇心，有较强的学习兴趣，但需要适当引导，结合实际应用来加深理解。

④学生具有一定的实验操作能力，可以通过实验来直观地感受静电的防止与利用。

三、核心素养1.物理观念①让学生了解静电现象的原因，深化对静电概念的理解。

②引导学生认识静电对生活和生产的影响，提高实际应用能力。

③学生学会掌握防止静电危害的方法，培养安全意识。

2.科学思维①培养学生运用所学静电知识解决实际问题的能力。

②引导学生运用科学思维分析静电现象及其影响。

③提高学生综合运用物理知识解决问题的能力。

3.科学探究①通过实验让学生直观地感受静电的防止与利用。

②激发学生探究静电现象的原理和实际应用的兴趣。

③培养学生的实验操作能力和科学探究精神。

4.科学态度与责任①培养学生严谨的科学态度，遵循科学方法探究问题。

②引导学生关注静电现象对人类生活的影响，树立环保意识和安全意识。

③教育学生珍惜科学成果，合理利用静电技术，为社会做出贡献。

四、教学重难点1.重点①学生掌握静电产生的原因及危害表现。

②学生了解静电防护措施以及在工业、医疗等领域的应用。

③培养学生的实际操作能力，通过实验加深对静电防止与利用的理解。

2.难点①学生理解静电危害的多种表现及其原因。

人教版高中物理必修第三册第九章第 4 节静电的防止与利用说课稿各位老师们好，今天我的说课题目是静电的防止与利用。

我的说课将按以下流程进行！一、指导思想二、教材分析三、学情分析四、教学目标五、教法、学法六、教学过程七、板书设计八、教学反思与创新【一、指导思想】本节课的课程标准要求：3.1.4 了解生产生活中关于静电的利用与防护。

（分析讨论静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用。

知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故。

）因此本节课顶层设计以“课标"为指针，以素养为导向，体现立德树人，彰显为国育才，对学生进行价值引领，塑造学生的必备品格。

本节课的底层逻辑：还原物理学本来的面目，抓住物理学科的本质，遵循物理学科的认知规律。

【二、教材分析】本节课安排在库仑定律、电场、电场强度之后，学生己经具备了从“力的角度”去研究电场和电荷运动的能力。

同时本节课的学习又为后面带电粒子在电场中的加速与偏转奠定了基础。

因此在查阅了相关文献之后，我设计了如下的大单元分析。

【三、学情分析】学习发生的起点1、思维层面2、知识层面3、能力层面学习进阶的关键点：顾明远教授说：“教书育人在细微处，学生成长在活动中”如何引导学生利用“实验”进行“认知”，在“认知”中进行“冲突”，进而在“冲突”中进行“建构”理解，是课堂中落实素养的关键点。

【四、教学目标】物理观念：建立起静电感应以及静电平衡等观念，这也是本节课的重点。

能用物理学视角解释自然现象和解决实际问题。

科学思维：通过实验分析静电屏蔽，尖端放电的原理，这也是本节课的难点。

科学探究：分析静电现象的防止与利用，认识事物的两面性。

科学态度与责任：通过实验培养学生独立思考能力，激发学生的探索与创新意识。

【五、教法、学法】教法：情境导入、启发式教学、演示实验学法：实验探究法、观察学习法、合作探究法【六、教学过程】基于以上目标。

我设计了如下教学环节：环节一、生活中的静电现象活动1：加油站图标知识的学习往往是基于经验体验之上的抽象建构，进而形成概念规律和物理观念的。

9.4静电的防止与利用本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的过程。

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

引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。

应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象，最后是静电在实际生产生活中的应用。

物理观念：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。

科学思维：掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。

科学探究：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。

科学态度与责任：经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。

重点：掌握静电平衡的概念、理解静电平衡的特征。

难点：应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象。

多媒体课件、验电器、金属小球等，自然界到处都有静电。

生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。

在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器?（播放加油站不规范操作起火的动图）带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习《静电的防止与利用》。

（板书课题）（一）静电平衡问题1：金属导体的微观结构如何？金属导体内部存在大量的自由电子，他们在金属内做无规则的热运动，但是从整体看他们，没有反生宏观的定向运动。

所以不显电性。

问题2：如果把金属导体ABCD放入电场强度为E0的电场中自由电子怎样移动？刚开始金属板内的电子受到向左的电场力的作用，朝着左边向定向运动。

问题3：自由电子会在什么地方积聚？在导体两端，积聚等量异种电荷，即金属板的左侧就集中了一些负电荷，相应的右侧就剩下了等量的正电荷。

即和我们前面学习的静电感应现象是一样的。

问题4：自由电子会一直不停的积聚吗？自由电荷在金属内部产生了一个附加场强Eʹ，Eʹ的方向与外加场强E0相反，它两叠加起来。

课时教案第九单元第 5 案总第 5 案课题：§9.4 静电的防止与利用【教学目标与核心素养】1．知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征2．知道处于静电平衡的导体上电荷的分配规律3．知道尖端放电现象和静电平衡现象【教学重点】1．处于静电平衡状态导体的特征【教学难点】1．处于静电平衡状态导体的特征【教学过程】引入：加油站工作人员的工作服有专门的要求，必须是防静电面料或全棉面料，不允许穿化纤服装上岗操作，更不允许在加油站现场穿脱、拍打化纤服装，加油前还要摸一下静电释放器，为什么有这些要求；油罐车后面为什么要拖着一个小尾巴；下面两个图，一个是人站在一个用金属网制成的大笼子里，外面加上高压电，里面的人为什么会安然无恙？第二个图是高压线路工作人员带电作业，为什么工作人员是安全的？带着这些疑问我们一起来学习《静电的防止与利用》。

【新课教学】一、静电平衡教师：把金属导体放到电场中，导体上会出现怎样的现象？如图示。

导体中的自由电荷在外电场的作用下会发生定向移动，结果会在沿着电场强度方向的导体两端出现等量异种电荷。

问题1．自由电荷移动聚集在导体两端，会出现怎样的结果？问题2．自由电荷是否会永远的定向运动下去？教师：自由电荷的移动会产生感应电场，方向与原电场方向相反，移动电荷越多，感应电场越强，根据电场的叠加，则合电场越弱，当合场强为零时，自由电荷停止运动，如右图所示。

这种现象称为静电平衡。

1．定义：导体中（包括表面)没有电荷定向移动的状态，叫做静电平衡状态。

2．静电平衡状态下导体的特点①导体是个等势体，导体表面为等势面②内部的场强处处为0，电势处处相等③导体表面附近的场强方向与导体表面垂直3．静电平衡状态下，导体上电荷的分布特点①电荷分布在导体的表面，内部没有净电荷内部有其它带电体的空腔导体，其内外表面均有净电荷分布。

③导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

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《静电的防止与利用》一、教学目标（核心素养）1.物理观念：理解静电现象的产生原因，掌握静电的防止与利用的基本原理和方法。

2.科学思维：通过案例分析，培养学生运用静电知识解决实际问题的能力，提升逻辑思维和批判性思维能力。

3.科学探究：引导学生关注生活中的静电现象，鼓励其设计简单的实验方案，探究静电的防止与利用技术。

4.科学态度与责任：激发学生对静电现象的好奇心和探索欲，培养安全用电的意识和责任感，了解静电技术在日常生活和工业生产中的应用价值。

二、教学重点•静电现象的产生原因及危害。

•静电的防止方法（如接地、增加湿度、使用抗静电剂等）。

•静电的利用实例（如静电除尘、静电复印、静电喷涂等）。

三、教学难点•理解静电现象背后的物理原理，特别是电荷的转移和分布规律。

•灵活运用静电知识设计防止或利用静电的方案。

四、教学资源•多媒体课件（包含静电现象图片、视频、动画演示等）。

•实验器材（如静电发生器、验电器、接地装置等，用于演示静电现象和防止方法）。

•教科书、教辅资料及学生预习材料。

•网络资源（如静电技术应用案例、静电防护知识等）。

五、教学方法•讲授法：讲解静电现象的产生原因、危害及防止与利用的基本原理。

•演示法：通过实验演示静电现象和防止方法，让学生直观感受静电的特性和技术应用。

•讨论法：组织学生讨论静电技术在生活中的应用实例，以及如何有效防止静电危害。

•探究法：引导学生设计简单的实验方案，探究静电的防止或利用技术，培养科学探究能力。

六、教学过程导入新课•生活实例引入：展示几个常见的静电现象（如冬天脱毛衣时产生的火花、触摸金属门把手时感受到的电击等），引导学生思考这些现象背后的原因，引出静电的概念。

•问题引导：提问“静电对我们的生活有哪些影响？我们应该如何防止或利用静电？”激发学生兴趣，自然过渡到新课学习。

新课教学1.静电现象的产生原因：•讲解静电现象是由于物体间电荷的转移和分布不均造成的。

4 静电的防止与利用-人教版高中物理必修第三册（2019版）教案一、教学目标1.了解静电的产生、性质和危害；2.掌握静电防止和利用的方法；3.认识静电在日常生活中的应用。

二、教学重点1.静电的产生和危害；2.静电场的特征和预防；3.常见静电现象及其利用。

三、教学难点1.静电的防止方法；2.静电的应用。

四、教学过程1. 静电概述1.1 引入在我们的生活和生产中，经常会遇到静电现象，例如打雷地面上的闪电、电猫引得人的头发竖起来、衣服摩擦产生的电荷释放、电视机屏幕产生的尘埃等。

这些都是静电现象，你知道静电是什么吗？1.2 观察现象1）采用朝着透明塑料板上吹气的方法，并将干燥的塑料薄板拿出室外，让它与空气做充分接触，然后将一枚金属小球放在塑料板上并用塑料板轻轻地擦拭。

随后，将手指靠近小球，观察现象。

2）将塑料衣架插入气球里一端，另一端将纸屑或麻仓盒吸引到气球上。

3）用塑料筷子搅拌黄豆2min，用电位计测量豆的电位。

再将黄豆放在高处，用手指轻轻敲打黄豆，观察现象。

1.3 引出问题通过观察现象，可以看出，静电的产生离不开电荷的运动。

静电现象对人们的生活和生产带来了不便和危害，如何预防和利用静电呢？2. 静电危害2.1 引入静电现象的危害是人们经常面临的问题，下面看看一些实例。

2.2 实例1）在工矿生产过程中，机器的正常运转需要润滑油，而静电对润滑油的影响可能会导致点火爆炸事故；2）在危险环境中使用手机易导致爆炸，原因是手机充电期间产生大量静电，通过触碰手机就能产生放电，从而导致爆炸；3）在医疗器械的使用过程中，静电的产生会给患者带来危险。

2.3 思考通过观察实例，可以看出静电的危害对人们的生产和生活构成了威胁，下面学习一下静电的预防方法。

3. 静电防止方法3.1 引入在生产状况下，一些情况下我们不能完全避免静电现象的产生，我们需要使用静电防止方法来减小常见静电现象的产生。

3.2 主要方法1）换接地法：将电荷转移至地上。

9.4静电的防止与利用【教材和学情分析】1、本节内容安排在静电场这一章的的最后，是静电知识在生活和生产中的应用，本节的学习有助于加强学生对静电场这一抽象知识点的认知，开阔学生的视野；2、让学生体会物理与生活、生产的联系，学以致用，体现知识的价值，激发学生学习的积极性，增强作为新时代中国特色社会主义接班人的社会责任感。

【教学目标】1、物理观念：通过本节的学习，进一步加强学生对场的观念的认识；2、科学思维：通过对静电平衡状态的形成过程的分析，锻炼学生的科学思维能力；3、科学探究：结合多个严谨的实验，分析物理现象本质，提升学生科学探究的能力；4、科学态度与责任：关注生活、生产中的静电现象，体会物理学与生活生产的紧密联系。

【教学重点和难点】教学重点：1、通过静电平衡进一步理解平衡的含义；2、静电平衡是静电屏蔽和尖端放电的理论基础。

教学难点：应用静电平衡知识认识导体的电荷分布特点，尖端放电现象，静电屏蔽是本节的难点。

【教学准备】感应起电机、尖形布电器、球形布电器、静电计、静电离子球、自制静电除尘器、静电风车、日光灯管，金属笼，白纸，墨粉，放电球，放电针、多媒体课件、智慧课堂系统等。

【教学过程】教学环节1：引入新课教学1、播放精彩的静电节目2、静电球让日光灯发光实验（隔空取电）教师播放视频，进行实验演示，提出问题：①为什么表演者在如此大的电流下没有受伤？②金属笼为什么能让发光的日光灯熄灭？教学环节2：静电平衡的导体的特点逻辑论证和实验证明1、静电平衡状态下导体的特点逻辑推理从静电感应现象入手，结合金属的微观结构模型进行相关分析教师提出问题：把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？2、静电平衡状态下导体的特点实验证明①用金属网进行实验，说明导体空腔内部电场强度也为零；②用球形布电器进行实验，说明电荷只分布在导体的外表面；③用尖形布电器进行实验，说明导体外表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。