高中物理《静电现象的应用》教案6 新人教版选修3-1

1.7《静电现象的应用》一、【学习与讨论】学点一 ：处理静电平衡的“观点”1．远近观“远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．学点二 ：静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？1．两种情况(1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示．(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示．图1－7－22．实现过程(1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽．(2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用．3．本质：静电感应与静电平衡.二、【探索与分析】为什么可以把导体的带电情况看成“面分布”？我们知道导体达到静电平衡后，电荷是分布在它的表面的，下面我们通过一个带电金属球的案例计算，说明把金属导体看成“面分布”的理由．设金属球的半径为R ，从手册上查得空气的击穿场强为E m ＝3×106 V/m ，空气中该金属球所能带的最大电荷量为Q m ，可以从公式E m ＝k Q m R 2来计算，这样Q m ＝E m ·R 2k. 金属球表面每单位面积带电荷量Q ＝Q m 4πR 2＝E m 4πk ，把数据代入得Q ＝3×1064π×9×109 C/m 2＝2.65×10－5 C/m 2.原子直径d 约为2×10－10 m ，一个原子在金属球表面所占的面积为πd 24＝π×(2×10－10)24m 2＝3.14×10－20 m 2 一个表面原子的带电荷量为q ＝Q πd 24＝2.65×10－5×3.14×10－20 C ＝8.3×10－25 C 一个电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，当金属球带电荷量最多时(此时球外表面场强为空气击穿场强)，与表面一个原子相关大小面积所带电荷量只有8.3×10－25 C ，连一个电子电荷量都不到，由此我们有充分理由把金属导体带电看成“面分布”. 三、静电平衡下的导体【例1】 如图所示，一导体球A 带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P 点产生的电场强度的大小为E A .在A 球球心与P 点连线上有一带负电的点电荷B ，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为E B.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为( )A．E B B．E A＋E BC．|E A－E B| D．以上说法都不对答案 D 解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为E A，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强E A′不等于E A.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为E B，当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由E A′与E B叠加而成，而不是由E A与E B叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的．四、静电平衡【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，说法正确的有( ) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变答案 B 解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变．自学检测：1.下列措施中，属于防止静电危害的是( )A．油罐车后有一条拖在地上的铁链条B．小汽车上有一根露在车面上的小天线C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯上夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维答案ACD 解析B选项属于防止静电平衡．2．下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引( )答案AD3．如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B 点，壳外有C点，则下列说法正确的是( )A．A、B两点场强均为零B．E A>E B>E CC．如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同D．B点场强方向指向球心答案 C 解析＋Q放在球壳内，由于静电感应，内壁感应出负电荷，外壁感应出等量的正电荷．如下图所示，是＋Q与感应电荷产生的电场线形状，球壳壁内部场强为零，其他地方的场强与仅存在点电荷＋Q时产生的场强相同，故E A>E C>E B；如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点场强方向相同．4．处于静电平衡状态的导体的特点是什么？答案(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零(2)导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直(3)净电荷只能分布在导体的外表面上，电荷在导体的外表面上的分布往往是不均匀的，越尖的地方，电荷分布的密度越大，附近的电场也越强．对一孤立的带电导体，可视为导体处于自己所带电荷的电场中，达到静电平衡时，也有以上特点.典型例题：题型一静电现象的应用在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A．用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B思维步步高空腔导体的特点是什么？空腔导体的外壁和内壁的带电情况如何？使验电器金属箔片张开的方法有几种？解析在A选项中先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A 时验电器箔片不张开．答案BCD拓展探究在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，用E p表示球壳外任一点的场强，则( )A．当＋Q在球壳中央时，E p＝0B．不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E p＝0D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E p一定为零答案 D 解析如果球壳不接地，球壳内部放入的电荷会产生电场，这个电场周围的导体会感应出电荷，形成新的电场．方法总结带电球壳的特点是：①所有电荷都分布在球外表面上，球壳内部没有净电荷．②球壳内场强为零．③如果在球壳内部放入电荷，则电场线在球壳上中断.题型二静电平衡一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个( )思维步步高在金属球内部的电场分布情况如何？球壳起到什么作用？在球壳外还有没有电场存在？如果有，电场指向什么方向？解析在球壳内、外表面之间不会有电场存在，球壳的内表面上应该分布的是负电荷，外表面上应该分布的是正电荷，所以B选项正确．答案 B拓展探究如果把该电荷移到球壳外，请叙述一下电场的分布情况．答案当电荷移动到球壳以外之后，球壳对电场产生屏蔽，球壳内部没有电场线．方法总结导电体放在导体内部，导体内壁感应出电荷，根据电荷守恒定律，外壁和内壁所带电荷性质相反；当电荷放在导体外部，靠近导体处感应出异种电荷，根据电荷守恒定律，远离导体处感应出同种电荷.课堂检测：一、选择题1．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“劈啪”声，这是因为( ) A．衣服由于摩擦而产生了静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确答案 A 解析若我们身穿含有化纤成分的衣服，且始终在运动，使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“劈啪”的放电声音，若是晚上还可以看见火花四溅的现象．2．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一点电荷，如图所示．球内直径上a、b、c三点场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比( )A．E a最大B．E b最大C．E c最大 D．E a＝E b＝E c答案 D3．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场E A<E BD．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动答案AD 解析处于静电平衡状态的导体内部合场强为零，所以A选项正确．当电键闭合，导体和大地是一个整体，导体处于这个整体的尖端，把负电荷从地球上吸引过来，所以D选项正确．4．如图所示，金属球壳原来带电，而验电器原来不带电，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将( )A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能张开答案 A5．如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带－Q电荷，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时( )A．P、R上均出现感应电荷B．P、R上均没有感应电荷C．P上有，而R上没有感应电荷D．P上没有，而R上有感应电荷答案 D 解析当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，对M产生静电感应使M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的－Q正好中和，使外表面不带电，实际上是M所带－Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能对P产生静电感应，P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时，对N产生静电感应，使N内表面带负电荷，N外表面带正电荷，N外部有电场，对R产生静电感应，使左端带负电，右端带正电．选项D正确．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )答案 B 解析 带负(正)电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出异种电荷，验电器的顶端带上了正(负)电荷，金属箔片带上了负(正)电．7．如图所示，A 、B 为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C 、D 放在两球之间，则下列叙述正确的是( )A ．C 棒的电势一定高于D 棒的电势B ．若用导线将C 棒的x 端与D 棒的y 端连接起来的瞬间，将有从y 流向x 的电子流C ．若将B 球接地，B 所带的负电荷全部流入大地D ．若将B 球接地，B 所带的负电荷还将保留一部分答案 ABD 解析 由图所示的电场线方向可知A 、B 、C 、D 的电势高低为U A >U C >U D >U B .当用导线将C 棒的x 端与D 棒的y 端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D 棒流向电势高的C 棒，这时C 与D 已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C 的x 端仍带负电，D 的y 端仍带正电，而C 的右端及D 的左端均不带电，即C 右端的正电荷与D 左端的负电荷中和掉了．当将B 球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B 球上流向大地，而一部分电子受到D 棒y 端正电荷的吸引而保留在靠近y 的近端处，如果把带正电的A 球移走，接地的B 球上的负电荷才全部流入大地．故选项A 、B 、D 正确．二、计算论述题8．在正点电荷Q 附近有两个绝缘导体M 、N ，由于静电感应发生了如图6所示的电荷分布，当用导线将a 、d 两点连接起来时，导线中是否有电流流过，如果有电流，电流的方向是怎样的？答案 有a →d 的电流9．如图所示，在孤立点电荷＋Q 形成的电场中，金属圆盘A 处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)答案 见解析图 解析 画出感应电荷形成的附加电场在圆盘内的三条电场线(实线)，如下图所示．圆盘A 处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即圆盘A 内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q 在那点产生的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷产生的电场线与点电荷Q 产生的电场线重合，且方向相反(注意图中的虚线是为了确定A 内的实线而画出的，它并不表示A 外部的电场线)．10．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积S ＝0.04 m 2的金属板，间距L ＝0.05 m ，当连接到U ＝2 500 V 的高压电源正、负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图8所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电荷量为q ＝＋1.0×10－17 C ，质量为m ＝2.0×10－15 kg ，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？答案 (1)0.02 s (2)2.5×10－4 J (3)0.014 s解析 (1)由题可知，只要上板表面的烟尘能被吸附到下板时，烟尘即被认为全部吸收．烟尘所受静电力为F ＝qU /L ，L ＝12at 2＝12F m t 2＝qUt 22mL 得t ＝ 2m qUL ＝0.02 s (2)由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位于板间中点位置，因此，除尘过程中静电力对烟尘所做总功为W ＝12NSLqU ＝2.5×10－4 J. (3)解法一 设烟尘颗粒下落距离为h ，则板内烟尘总动能E k ＝12mv 2·NS (L －h )＝qU Lh ·NS (L －h )．当h ＝L 2时，E k 达最大．又据h ＝12a 21t 则t 1＝ 2h a ＝ m qUL ＝0.014 s 解法二 假定所有烟尘集中于板中央，当烟尘运动到下板时，系统总动能最大． 则L 2＝12at 21 所以t 1＝ m qUL ＝0.014 s。

《静电现象的应用》教课方案教课内容人教版物理选修3-1《静电现象的应用》教课目的一、知识与技术．知道静电感觉产生的原由，理解什么是静电均衡状态。

2．知道静电均衡时，净电荷只散布在导体表面且导体内部场强到处为零的特色。

3．静电障蔽及其应用经过对静电均衡状态下导体内部场强到处为零的推导过程培育学生逻辑推理的能力。

二、过程与方法借助实物与演示实验，剖析静电均衡时导体上的电荷分布和内部场强的特色，进而获得静电保护的方法。

三、感情、态度与价值观察看生活中的现象，领会生活、生产中的静电现象，培养探究乐趣。

教课要点．静电均衡状态下导体的特色。

2．静电障蔽及其应用。

教课难点应用静电均衡的知识，理解静电均衡的特色，认识导体的电荷散布特色。

教课方法实验情境教课法教课过程（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，笼内小鸟平安无事”实验情境引入，设疑激趣。

（二）解说新课：（设问）1.电场的基天性质：电场对放入此中的电荷有什么的作用？金属导体的重要特色（导电的原由）是什么？（答）1.电场对放入此中的电荷有力的作用。

（展现说明）金属导体内部有大批的自由挪动的电荷（电子）。

（设问）3.假如我们给上面的金属导体加上一个匀强电场，导领会有什么变化呢？（用多媒体展现情境，即课本23页图—1）思虑议论：．导体两头的感觉电荷会在空间产生电场吗？2．产生电场的方向如何？3．此刻空间中有几个电场存在？4．感觉电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场如何变化？5．内部的电场被减弱了，但自由电子是否是仍旧要受到电场力的作用，持续定向挪动？6．持续定向挪动的结果是什么？7．最后达到一种特别的状态，内部的场强到处为零，定向挪动停止。

得出结论：处于静电均衡状态的整个导体是个等势体，内部的场强到处为零。

8．把上面的实心导体挖空，变为一个导体壳，对静电均衡状态有影响吗？假如把一个小的导体放入导体壳中，小导体还会发生静电感觉现象吗？设计企图：经过问题串组织教课，让学生认识逐渐深入。

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。

山东省郯城第三中学高中物理（人教版选修3-1）教学设计：17 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，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。

2、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。

二、教学目标：1、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。

2、通过概念建立、规律的得出培养学生认真严谨的科学态度和探究创造的心理品质。

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。

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，认识导体的电荷分布特点是本节的难点。

四、学情分析五教学方法：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、课前准备1．学生的学习准备：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．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况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？自由电子会怎样移动？（二）情景导入、展示目标。

把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？（三）合作探究、精讲点拨：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。

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？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提问：3最终会出现怎样的现象？教师借助于多媒体进行动画演示，3：静电平衡的条件通过学生们互相讨论积极回答：4：静电平衡状态下导体（1）场强的特点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。

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，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。

2、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。

二、教学目标：1、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。

2、通过概念建立、规律的得出培养学生认真严谨的科学态度和探究创造的心理品质。

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。

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，认识导体的电荷分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。

五教学方法：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、课前准备1．学生的学习准备：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．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况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？自由电子会怎样移动？（二）情景导入、展示目标。

把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？（三）合作探究、精讲点拨：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。

《静电现象的应用》教学设计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1．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1．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.（课件展示说明）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？（用多媒体课件展示情境，即课本23页图1.7—1）思考讨论：1．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。

人教版高中物理选修3-1第一章《静电现象的应用》教学设计教学设计7静电现象的应用本节分析本节是对静电感应的深入研究和具体应用．本节是这一章的难点，内容比较抽象，在生产生活中的涉及面广，但不是研究的重点．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，静电屏蔽现象是本节的难点．学好本节的关键是做好静电实验，但静电实验的成功率低，一旦实验失败，将影响到学生的理解．本节也准备了实验的实录，播放录像同样具有说服力，但需要引导学生分析失败的原因．学情分析学生在研究本节之前已接触过静电平衡，静电平衡是一个很快的过程，学生可能观察不到明显的现象，所以理论讲解显得尤为重要．更重要的是通过演示，让学生见识这种现象，明白其中的奥妙．本节不是高考内容，但是与生活息息相关．为了更好地提高学生应用能力，建议让学生积极参与实验．教学目标知识与技能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电场强度处处为零．3)知道静电屏蔽及其应用．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，以及严谨认真的研究态度．教学重难点重点：静电现象的使用．难点：静电感到现象的解释．教学方法推理归纳法、问题解决法、实验法．教学准备验电器、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、导线若干等．教学设计（设计者：XXX）教学过程设计首要教学过程教学设计问题引入】1.什么是静电感到现象？静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象.2.静电感到现象的实质是什么？一、引入新课导体中的自由电荷受到电场力的作用而定向移动是产生静电感应的原因.3.如图所示，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？积极思考，主动尝试探究.教师活动学生活动三种情况均带负电1.金属导体的特征学生根据问题设由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子构成.2.静电感应现象2、新课教学一)静电平XXX状态下导的电场强度有影响吗？体的电场使空间电场重新分布.问题2：是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？问题1：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点计，自力推导.源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动，导体内部电子达到稳定后不再移动.问题3：金属导体内部有电场吗？开始的时候有电场存在，使电荷定向移动，达到稳定后内部不再有电场，这种状态叫静电平衡态.学生充分举行讨论，参考解决上面问题的方法得出结论.采取报告法给学生讲明白.3.静电平衡状态：导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态.4.静电平衡状态下导体的特点1)内部电场强度处处为零(不为零则自由电子将继续移动直至合电场强度为零)2)导体中没有自由电荷定向移动3)净电荷分布在导体表面实验证明：XXX圆筒实验.4)导体表面附近电场线与表面垂直实际证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能漫衍在表面.反证法：若内部有自由电荷，则内部电场强度不为，导体就不是处于静电平衡状态.设计企图：经由过程这一个活动，让学生晓得静电平衡的原理．)提出问题】二)导体上的电荷分布不管导体从前是否带有电荷，当导体处在静电平衡时，它都有什么特征？1.处于静电平衡状态的导体，内部无电荷，电荷只分布在培养学生的观察能力.外部.2.处于静电平衡状态的导体，表面电荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷.演示实验】如图，把导体安放在绝缘支架上，并使导体带电．然后用带绝缘柄的验电球P接触它的A点，再与验电器接触。

1.7静电现象的应用学习目标1、知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点。

2、知道静电屏蔽现象及其应用。

重点难点1．静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布等是重点。

2．静电现象的应用。

教学过程一．复习提问，引入新课1.金属导体能导电的原因：因为金属导体内部有2 把金属导体放入电场中，自由电子怎样移动？3.由于内部电荷的移动，导体内场强如何变化？4.最终会出现怎样的现象？在导体两端出现感应电荷，它产生的场强与原场强方向，这两个电场叠加，使内部的合场强，只要内部的合场强，自由电子就会继续移动，内部的合场强就会进一步，直到导体内部合场强。

导体达到了状态。

二．静电平衡状态下导体的特征。

1.处于静电平衡状态的导体，内部场强处处。

2.处于静电平衡状态的导体，表面上任一点场强方向与该点表面。

3.静电平衡状态的导体是个，其表面是个。

4.静电平衡状态下导体电荷的分布：5.（1）处于静电平衡状态的导体内部没有，电荷只能分布在导体的。

（2）静电平衡时，电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷分布的密度，其附近的场强也。

三、静电现象的应用1、尖端放电原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。

在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。

与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。

在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象2、静电屏蔽3）、用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽：3、课堂练习长为L 的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q 的点电荷放在与棒的左端距离为R 的地方，如图所示。

达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O 处产生的场强有多大？课后作业:1.带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距为R ，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部OL+q R的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何?2.如图所示,在孤立点电荷+Q 的电场中,金属圆盘A 处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示,要求严格作图). +Q .A ＋Q -Q O ·。

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。