《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》的教學設(shè)計
【教學目標】
、逯R與技能
1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因,理解什么是靜電平衡狀態(tài)
2.理解靜電平衡時,凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場強處處為零
3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用
、孢^程與方法
結(jié)合實物觀察與演示,分析理解靜電平衡時帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點。
、缜楦袘B(tài)度與價值觀
通過分析生活的現(xiàn)象引導(dǎo)學生體會生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象,培養(yǎng)學生探究生活中事物的興趣。
【重點難點】
重點:掌握靜電平衡的概念,理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征是本節(jié)的重點
難點:應(yīng)用靜電平衡的知識,理解靜電平衡的特征,認識導(dǎo)體的電荷分布特點是本節(jié)的難點。
教學策略:教師的引導(dǎo),學生的討論、評議;再加動畫演示和實驗演示加深體會。
【設(shè)計思路】
1、《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》是本章的難點內(nèi)容,概念規(guī)律非常抽象。學生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程,才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點、規(guī)律?朔季S定勢的負遷移和主觀臆斷的不良傾向,培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W探究品質(zhì)。
2、本課題設(shè)計的另一思路旨在讓學生認真討論,積極參與,體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。培養(yǎng)學生學習物理的興趣。這也是新課改的.重要內(nèi)容。
3、本節(jié)教學設(shè)計的過程為:首先學生活動:對不帶電的金屬導(dǎo)體放入電場中發(fā)生靜電現(xiàn)象的討論;然后學生歸納,教師總結(jié)得出靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點。最后通過兩道例題鞏固加深理解。
【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(wǎng)罩、收音機、感應(yīng)起電機、導(dǎo)線若干
【教學過程】
(一)復(fù)習提問
1、什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象?
2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是什么?
3、在靜電感應(yīng)時用手摸一下導(dǎo)體,再移走源電荷,則導(dǎo)體帶什么電?
若將導(dǎo)體接地則情況如何?左端接地呢?
(二)新課教學
一、電場中的導(dǎo)體
1、金屬導(dǎo)體的特征:
由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運動的自由電子組成
2、靜電感應(yīng)現(xiàn)象
問題:在源電荷的電場中引入金屬導(dǎo) 體后會對空間各點的場強有影響嗎?是什么作用使金屬內(nèi)的電子定向移動的?此移動一直進行嗎?金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎?
答:使空間電場重新分布
源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部自由電子定向移動
3、靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體(包括表面)中沒有電荷定向移動時的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)
4、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點:
⑴內(nèi)部場強處處為零(不為0則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強為0)
、茖(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動
⑶凈電荷分布在導(dǎo)體表面
實驗證明:法拉第圓筒實驗
、葘(dǎo)體表面附近電場線與表面垂直
理論證明:中性導(dǎo)體帶電后,由于同種電荷相互排斥,凈電荷只能分布在表面
反證法:若內(nèi)部有自由電荷,則內(nèi)部場強不為0,導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)
5、靜電平衡時導(dǎo)體周圍電場分布:
上圖空間實際電場分布,不會出現(xiàn)虛線電場線
二、靜電屏蔽
1、空腔導(dǎo)體的特點:
凈電荷只分布在外表面,內(nèi)表面不帶電,空腔內(nèi)沒有電場
2、靜電屏蔽
外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響 若將源電荷置于空腔內(nèi),則外對內(nèi)
沒有影響,但內(nèi)對外有影響
實驗演示:將收音機置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)則聲音大小減小
若將球殼接地,則內(nèi)外各不影響
3、應(yīng)用
電學儀器和電子設(shè)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(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣
通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)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(dǎo)體殼的球心處放一正電荷,試分析A、B、C三點的場強:
A.EA ≠0,EB =0,EC =0
B.EA ≠0,EB ≠0,EC =0
C.EA ≠0,EB ≠0,EC ≠0
D.EA =0,EB ≠0,EC =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(dǎo)線連接,現(xiàn)用一帶 正電的小球C靠近B,用手摸一下B球,再撤去導(dǎo)線,然后移走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(xiàn)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(yīng)電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強的大小 ,方向 。
(四)小結(jié)
1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體有什么特點?
2、靜電屏蔽有哪幾種情況?有哪些應(yīng)用?
【布置作業(yè)】
完成《同步作業(yè)》
【板書設(shè)計】
第七節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
一、靜電感應(yīng)
把金屬導(dǎo)體放進電場中,由于電場力的作用,兩端會分別出現(xiàn)正負電荷,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)
由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電荷叫做感應(yīng)電荷
感應(yīng)起電
二、靜電平衡
處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的基本特點:
、朋w內(nèi)部的場強處處為零,電場線不能進入導(dǎo)體內(nèi)部;
、企w所帶的凈電荷只能全部分布在導(dǎo)體的表面上,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷;
。ū砻媲试酱蟮牡胤剑瑑綦姾擅婷芏纫苍酱,表面附近處的場強也越強。)
、菍(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面;
、葘(dǎo)體表面任一點的場強方向跟該點的表面垂直。
三、兩個有用的推論:
如果取無窮遠處的電勢為零,則:
⑴處于正電荷激發(fā)的電場中的(原來)不帶電的孤立導(dǎo)體,電勢大于零;處于負電荷激發(fā)的電場中的不帶電的孤立導(dǎo)體,電勢小于零。
、茙д姾傻墓铝(dǎo)體,電勢必為正值;
帶負電荷的孤立導(dǎo)體,電勢必為負值
【教學反思】
本節(jié)是這一章的難點,內(nèi)容抽象、深奧,并且要很好的體現(xiàn)新課程理念。上好本堂課就顯得比較困難,所以必須注意下面幾點:
1、改變傳統(tǒng)的填鴨式教學模式或教師提問題、學生回答問題的單一做法。教師可創(chuàng)設(shè)情景,讓學生發(fā)現(xiàn)問題,更主動的提出問題,解決問題。所以教師在組織和引導(dǎo)學生研究的過程中要及時組織學生評價,從而提高學生的思維品質(zhì)和課堂效率。
2、要引導(dǎo)全體學生積極參與教學活動,親身體驗探究、思考和研究的全過程,讓學生通過這些過程開闊視野,激發(fā)學生的求異心理取向,從而激發(fā)學生的潛能。真正落實三維課程目標。
3、在學生自由討論和探究時,要認真聽取每一位同學的觀點肯定他們的成功之處和指出不足之處,讓學生感到有成就感,既活躍了課堂氣氛,又符合成功教育的要求。
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