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視頻標簽：靜電現象的應用
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-1第一章1.7靜電現象的應用_江西師大附屬中學
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高中物理人教版選修3-1第一章1.7靜電現象的應用_江西師大附屬中學
《靜電現象的應用》的教學設計
教材分析
《靜電現象的應用》是人教版高中物理選修3-1第一章第七節的內容，《靜電現象的應用》是靜電場的重要應用，學好本節內容對今后處理物理問題以及學習新的物理知識都是至關重要的, 本節是這一章的難點，同時《靜電現象的應用》的知識與人們的日常生活、生產技術和科學研究有著密切的聯系，頗有趣味性和實用性。因此學習這部分知識有著廣泛的現實意義。通過本節課學習，一方面，學生可以加強對靜電場知識的理解，掌握和運用；另一方面，學生可以體會到“提高自身科學素養”的學科體驗，從而激發學生的學習興趣。
教學目標 知識與技能
1、學生通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，理解靜電平衡狀態的概念；
2、學生通過理論分析和實驗驗證總結并理解導體在靜電平衡狀態下的特征； 3、了解靜電現象的兩個應用尖端放電和靜電屏蔽。并拓展講解在日常生活和生產中有關靜電現象的應用的實例。
過程與方法
1、通過靜電平衡的理論推導和實驗驗證，了解物理學的研究方法；
2、嘗試運用靜電現象分析解決一些與生產生活相關的物理問題，從而培養學生自主學
習能力和理論聯系實際的能力。
情感態度 與價值觀
1、通過科學探究和分組實驗，培養學生實事求實的科學態度和團隊合作精神。 2、通過用靜電現象解釋和演示實驗，讓學生體會物理學對人的生活、生產的影響和對
社會發展的貢獻，激發學生保護環境、探索科學的熱情。
教學重點 1、靜電平衡的特點； 2、靜電現象的兩個應用。
教學難點
用實驗驗證導體靜電平衡下的各個特點。
教學方法 教師啟發、引導、學生討論、交流、分組實驗、媒體展示、實驗演示。 教學資源 多媒體、ppt課件、高壓感應圈、感應起電器、自制電風車、自制驗電箔、自制靜電除塵器、自制避雷針模擬器、驗電羽
課時安排
1課時
教學思路
教 學 過 程
流 程
內 容
目 的
2
一、新課 導入
（一）導入過程
實驗導入：演示靜電風車實驗
導入語：老師自己利用一個廢棄的易拉罐制作了一個風車，我的這個風車不用風吹也能轉動，我只要把它放在一個勻強電場中，它便能轉動，那么電風車為什么能夠轉動呢？大家想知道這里的奧秘嗎？那就一起隨我走進今天的課堂“靜電現象的應用”
激發學生的學習
興趣，提升學生環保意識，同時設下懸疑為尖端放電埋下伏筆。
二、新課
教學
（一）靜電平衡
（理論探究）
1.理論探究：師生問答
情景設置：其實剛才的電風車屬于導體，然后處在一個勻強電場中，為了了解其轉動原因，我們可以構建這樣一個簡單的物理模型，即金屬導體置于勻強電場中，金屬導體中有大量的自由電子，接下來我們來思考一下會發生什么事情？
問題設置：
①那么自由電子會運動嗎？
目的：從簡到難，讓學生先從力與運動的角度分析電子的運動情況，逐步過渡到對感應電場方向的判斷。
②金屬導體內部的自由電子會源源不斷向外表面運動
嗎？
目的：得出靜電平衡的概念即當感應電荷的電場與原電場大小相等時，此時內部合場強為零，電子就不會定向運動了。導體處于靜電平衡狀態。 ③那么任意兩點間還會有電勢差嗎？
目的：得出靜電平衡的第一特點：導體內部場強處處為零，整個導體是個等勢體。
④一個孤立帶電金屬導體，能不能到達靜電平衡狀態？ 目的：考察和訓練學生對知識的遷移能力，用剛才分析處在勻強電場下金屬導體的方法去分析并得出孤立導體在自身激發電場的作用下也會達到靜電平衡狀態。 ⑤靜電平衡下的導體，凈電荷是如何分布的？ 目的：利用反證法得出凈電荷分布在導體外表面，內部無電荷。
⑥外表面凈電荷的分布有何特點？
表面平滑的導體，電荷應該均勻分布在外表面，那么表面不平滑的金屬導體，比如五角星，它帶上電荷后電荷會分布在那些地方呢？
簡單情景易于學生
突破，分層設置問題，可以喚起學生的知識儲備，增強學生的邏輯推理能力。同時加深對理論的理解。
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（一）靜電平衡
（實驗驗證）
目的：得出靜電平衡的第三個特點：導體表面越尖銳位置電荷密度越大，凹陷處幾乎沒有電荷分布。
2.實驗驗證：分組實驗
分組實驗共由三個實驗構成，分別穿插在導體內部場強處處為零、電荷分布在外邊面、尖端電荷分布較密這三個理論分析結果之后。 實驗一：驗證內部場強為零
實驗結果:籠內驗電羽不張開,籠外張開. 實驗二：證電荷分布在外表面
實驗結果:金屬盒內金屬箔不張開,金屬盒外張開. 實驗三：驗證尖端電荷密
實驗結果:尖端驗電羽張角較大。
三個分組實驗層層遞進逐步驗證靜電平衡的特點，鍛煉學生的合作能力，動手能力、觀察能力和總結能力。在探究中獲取知識，在實驗中獲取快樂。
3.演示尖端放電現象
①引出尖端放電現象
通過剛才的實驗我們知道靜電平衡下的帶電導體電荷主要分布在比較尖銳的地方，那么當電荷積累到足夠多時，會發生什么現象呢？
演示實驗：用感應線圈演示尖端放電現象。
目的：讓學生通過感官認識和理論分析理解尖端放電的具體過程。
通過演示尖端放
電實驗，點燃學生激
情，將實驗推向高潮，同時過渡靜電的應用—尖端放電，起到承上啟下的作用。 同時揭秘電風車轉動原因，讓學生用剛才所學知識解開之前的疑問，讓學生體驗通過探索研究從而解決問題的過程。
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②導入揭秘：電風車轉動的原因
由于靜電感應，電風車感應帶上了與平行板相反的電荷，并越積越多，產生尖端放電現象，根據動量守恒，尖端釋放的電荷獲得了動量，那么尖端金屬則會有一個相反的動量。
（二）靜電應用
1.尖端放電的應用
應用一：避雷針
利用自制閃電模擬器，并結合動畫演示避雷針的工作原理
動畫解釋：避雷針原理
實驗演示：避雷針原理
應用二：靜電除塵
（利用自制靜電除塵器，并結合動畫演示除塵器的工作原理）
動畫解析：除塵原理
實驗演示：靜電除塵原理
動畫使原理更加清晰，實驗使原理更加震撼，圖片讓理論與生活聯系更加緊密，加深學生對尖端放電的理解和對科學的敬畏。
通過演示靜電除塵的實際過程，提升學生對環境保護的重視，培養學生保護環境從我做起的意識和習慣。
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圖片展示：尖端放電的其他應用
通過展示生活中常見的尖端放電的應用，培養學生平時對周邊事物認真觀察、勤于探索的科學習慣。
2.靜電屏蔽
①播放“科學少年盧玉龍”控制閃電視頻 ②實物展示：靜電屏蔽的實例應用
高壓靜電屏蔽服 孕婦防輻射服
通過播放“科學
少年盧玉龍”控制閃電視頻，激發學生對科學的熱愛，培養學生動手創造的能力 然后讓學生說出信號線防靜電包裝袋、電腦主機箱中屏蔽的原理。拉近物理與生活的距離，學以致用，增強學生的理論聯系實際能力。
三、課堂 小結
本節課你都學到了什么？談談你的感想？
對知識進行回顧和梳理
四、課外 活動
（一） 分組制作簡易的靜電除塵器
（二） 課外收集：收集靜電的危害和防止的相關資料 鍛煉學生的動手
實踐能力，拓展視野，增強學生采集信息能力和對靜電知識的全面了解。
五、板書 設計
第7節 靜電現象的應用
一、靜電平衡 1．概念：
2．特點： 二、靜電應用 1．尖端放電 2. 靜電屏蔽
簡潔、清晰、重點突出，給學生一個知識的線索
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
