高中物理選修課1-1《生活中的靜電現象》教案[I]
教學準備
教學目標
1. 認識靜電感應的產生原因，理解什么是靜電平衡狀態
2.理解靜電平衡時，凈電荷只分布在導體表面，內部場強度處處為零。
3.了解靜電屏蔽及其應用
教學困難
【重點難點】靜電平衡態；導體在電場中的特性
教學過程
【教學流程】
（一）復習題
1.什么是靜電感應？
2.靜電感應的本質是什么？
3. 靜電感應時，如果用手觸摸導體，然后移除源電荷，導體會帶什么電荷？
如果導體接地會發生什么？如果左端接地會怎樣？
（二）新課程教學
1. 電場中的導體
1、金屬導體的特點：
它是由做熱振動的正離子和做無規則熱運動的自由電子所構成。
2.靜電感應現象
問題：在源電荷電場中引入金屬導體是否會影響空間各點的場強？
是什么機制導致金屬中的電子向某個方向移動？這種運動會一直持續下去嗎？
金屬導體內部有電場嗎？
答案：重新分配空間電場
源電荷的電場使導體內部的自由電子有方向地運動
靜電平衡態：導體中（包括表面）電荷不發生定向運動的狀態稱為靜電平衡態
4.靜電平衡狀態下導體的特性：
（1）若內部場強處處為零（若不為零，自由電子會繼續運動，直到合成場強為0）
（2）導體中沒有自由電荷的定向運動
（3）導體表面凈電荷分布
實驗證明：法拉第圓柱實驗
⑷ 導體表面附近的電場線垂直于表面
理論證明：中性導體帶電后，由于同種電荷互相排斥，凈電荷只能分布在表面。
反證法：若內部有自由電荷，內部場強不為0，導體不處于靜電平衡狀態
5.靜電平衡時導體周圍的電場分布：
上圖所示的空間內實際電場分布并沒有顯示任何虛線電場線。
2.靜電屏蔽
1、腔體導體的特點：
凈電荷僅分布在外表面，內表面不帶電，腔內無電場
1.靜電屏蔽
外部電場對內部儀器沒有影響，若在腔內放置源電荷，外部對內部沒有影響，但內部對外部有影響。
實驗演示：將收音機放在金屬網中會降低聲音的音量
如果球殼接地，其內外就不會互相影響。
3. 申請
電器儀器和電子設備都有金屬外殼
通信電纜外面包裹著一層鉛
高壓帶電作業人員穿金屬網工作服
通訊工具在鋼筋混凝土結構中接收信號較弱
（三）鞏固練習
例1：如圖所示，在原本不帶電的金屬導體殼體中心放置一個正電荷，試分析A、B、C三點處的場強：
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是兩個放在絕緣支架上的金屬球，兩個球都不帶電，用導線連接起來。現在把一個帶正電的小球C靠近B，用手觸摸B球。移開導線，再移開C球。則A、B所帶電荷為：
球 AA 帶正電，球 B 帶負電
球 BA 帶正電高中物理電場教案，球 B 帶中性電
球 CA 不帶電，球 B 帶負電
D. 以上說法都不正確
例3：一根長度為L的金屬棒，原來不帶電。現將一個帶電量為q的正電荷放在距棒左端距離R處，并與棒成一線。則棒上感應電荷在棒內部中點O處產生的電場強度的大小和方向。
（四）總結
1. 靜電平衡狀態下的導體有哪些特性？
2、靜電屏蔽的適用場合有哪些？應用有哪些？
高中物理選修1-1《生活中的靜電現象》教案【二】
教學目標：
1.了解生活中常見的靜電現象，并能運用所學知識解釋簡單的靜電現象。
2、通過了解一些靜電現象及防雷方法留學之路，可以理解人類社會在發展過程中是如何與自然相適應的，樹立人類要與自然相互依存、和諧發展的認識。
3.了解人類利用和防止靜電的例子。
教學過程
1.放電現象
問：火花放電是最常見的放電現象，那么現實中的放電現象是怎樣的呢？（①干燥天氣下，在漆黑的夜晚脫去化纖衣服，會看到火花，聽到啪啪聲。②實驗室中，感應發電機兩根導電桿之間也會發生火花放電。③很多房屋屋頂上都裝有避雷針，用于接地放電。④運輸汽油等易燃易爆物品的車輛總會有鐵鏈牽引，可以將電荷引入地面，避免放電時產生的火花引起爆炸。⑤飛機輪胎都是用導電橡膠制成的，是為了防止降落時機身電荷積累。）
2.雷電與防雷
注：當云層之間或云層與地面之間發生強烈放電時，會產生令人眼花繚亂的閃光和巨大的噪音。這就是閃電和雷聲。閃電的電流可高達數十萬安培，可對建筑物造成嚴重破壞。
注：閃電也能給人類的生活帶來好處，好處有哪些呢？（①閃電產生的高溫使空氣中的氧和氮結合成氮氧化物，隨雨水落到地面，成為天然的氮肥。②閃電產生的臭氧留在大氣中，可以保護地球上的生物免受紫外線的傷害）
演示實驗：
實驗器材：驗電器、置于絕緣支架上的帶電導體、帶有絕緣手柄的驗電器燈泡
實驗過程：帶有絕緣手柄的電球接觸帶電導體的A點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉。
帶有絕緣手柄的驗電器球接觸帶電導體的B點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉角度。
帶有絕緣手柄的驗電器球接觸帶電導體的C點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉角度。
實驗現象：驗電器球接觸帶電體A點后，驗電器金屬箔的角度較小；接觸B點后，驗電器金屬箔的角度較大。接觸尖端C點后，驗電器金屬箔的角度最大。
問：這個實驗說明了什么？（導體表面電荷分布不均勻，凸起部分呈黃色，電荷較密集。平坦部分電荷較稀疏。）
注意：導體尖端處的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，電荷會釋放出來，我們稱這種現象為尖端放電。
演示實驗：
實驗設備：金屬板M、金屬板N、兩根等高金屬柱A、B，A為尖頭，B為圓形，直流電壓電源
實驗過程：逐漸增加電源電壓，觀察哪個金屬柱先放電。
實驗現象：金屬柱A先放電
描述：1753年，富蘭克林發明了避雷針。避雷針的原理是尖端放電。當帶電云層靠近建筑物時，同號電荷受到排斥高中物理電場教案，流入大地，而建筑物上留下異號電荷。當電荷積累到一定程度時，就會發生強烈的放電，可能造成雷擊。如果建筑物裝有避雷針，避雷針上產生的感應電荷就會通過針尖泄放，逐漸中和云層中的電荷，保護建筑物不被雷擊。
3.靜電的應用與預防
注意：靜電在工業和生活中有重要的用途，但有時也會引起很多麻煩，需要加以預防。
問：人類利用靜電的例子很多，請舉出哪些例子？（①靜電除塵 ②靜電噴漆 ③復印）
問：在很多場合，我們都能找到人們預防靜電的例子。（①實驗室中，感應發電機的兩根導電桿之間也會發生火花放電。②很多房屋的屋頂上都裝了避雷針，用于接地放電。③運輸汽油等易燃易爆物品的車輛總會拖著鐵鏈，可以將電荷引入地面，避免放電時產生的火花引起爆炸。④飛機輪胎都是用導電橡膠制成的，以防止降落時機身積累電荷。）
字體設計
1.放電現象
2.雷電與防雷
1、導體表面電荷分布不均勻：凸起處呈黃色，電荷較密集。平坦處電荷稀疏。
2、尖端放電：導體尖端處的電荷特別密集。??尖端附近的電場特別強。電荷將被釋放。
3.避雷針的原理是尖端放電
3.靜電的應用與預防