高中物理選修課1-1《生活中的靜電現(xiàn)象》教案[I]
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1. 認(rèn)識靜電感應(yīng)的產(chǎn)生原因，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，內(nèi)部場強度處處為零。
3.了解靜電屏蔽及其應(yīng)用
教學(xué)困難
【重點難點】靜電平衡態(tài)；導(dǎo)體在電場中的特性
教學(xué)過程
【教學(xué)流程】
（一）復(fù)習(xí)題
1.什么是靜電感應(yīng)？
2.靜電感應(yīng)的本質(zhì)是什么？
3. 靜電感應(yīng)時，如果用手觸摸導(dǎo)體，然后移除源電荷，導(dǎo)體會帶什么電荷？
如果導(dǎo)體接地會發(fā)生什么？如果左端接地會怎樣？
（二）新課程教學(xué)
1. 電場中的導(dǎo)體
1、金屬導(dǎo)體的特點：
它是由做熱振動的正離子和做無規(guī)則熱運動的自由電子所構(gòu)成。
2.靜電感應(yīng)現(xiàn)象
問題：在源電荷電場中引入金屬導(dǎo)體是否會影響空間各點的場強？
是什么機制導(dǎo)致金屬中的電子向某個方向移動？這種運動會一直持續(xù)下去嗎？
金屬導(dǎo)體內(nèi)部有電場嗎？
答案：重新分配空間電場
源電荷的電場使導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子有方向地運動
靜電平衡態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）電荷不發(fā)生定向運動的狀態(tài)稱為靜電平衡態(tài)
4.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性：
（1）若內(nèi)部場強處處為零（若不為零，自由電子會繼續(xù)運動，直到合成場強為0）
（2）導(dǎo)體中沒有自由電荷的定向運動
（3）導(dǎo)體表面凈電荷分布
實驗證明：法拉第圓柱實驗
⑷ 導(dǎo)體表面附近的電場線垂直于表面
理論證明：中性導(dǎo)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(nèi)部有自由電荷，內(nèi)部場強不為0，導(dǎo)體不處于靜電平衡狀態(tài)
5.靜電平衡時導(dǎo)體周圍的電場分布：
上圖所示的空間內(nèi)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(dǎo)體的特點：
凈電荷僅分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，腔內(nèi)無電場
1.靜電屏蔽
外部電場對內(nèi)部儀器沒有影響，若在腔內(nèi)放置源電荷，外部對內(nèi)部沒有影響，但內(nèi)部對外部有影響。
實驗演示：將收音機放在金屬網(wǎng)中會降低聲音的音量
如果球殼接地，其內(nèi)外就不會互相影響。
3. 申請
電器儀器和電子設(shè)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(yè)人員穿金屬網(wǎng)工作服
通訊工具在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中接收信號較弱
（三）鞏固練習(xí)
例1：如圖所示，在原本不帶電的金屬導(dǎo)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(dǎo)線連接起來。現(xiàn)在把一個帶正電的小球C靠近B，用手觸摸B球。移開導(dǎo)線，再移開C球。則A、B所帶電荷為：
球 AA 帶正電，球 B 帶負(fù)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(fù)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(xiàn)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(yīng)電荷在棒內(nèi)部中點O處產(chǎn)生的電場強度的大小和方向。
（四）總結(jié)
1. 靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體有哪些特性？
2、靜電屏蔽的適用場合有哪些？應(yīng)用有哪些？
高中物理選修1-1《生活中的靜電現(xiàn)象》教案【二】
教學(xué)目標(biāo)：
1.了解生活中常見的靜電現(xiàn)象，并能運用所學(xué)知識解釋簡單的靜電現(xiàn)象。
2、通過了解一些靜電現(xiàn)象及防雷方法留學(xué)之路，可以理解人類社會在發(fā)展過程中是如何與自然相適應(yīng)的，樹立人類要與自然相互依存、和諧發(fā)展的認(rèn)識。
3.了解人類利用和防止靜電的例子。
教學(xué)過程
1.放電現(xiàn)象
問：火花放電是最常見的放電現(xiàn)象，那么現(xiàn)實中的放電現(xiàn)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(yīng)發(fā)電機兩根導(dǎo)電桿之間也會發(fā)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(chǎn)生的火花引起爆炸。⑤飛機輪胎都是用導(dǎo)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(dāng)云層之間或云層與地面之間發(fā)生強烈放電時，會產(chǎn)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(shù)十萬安培，可對建筑物造成嚴(yán)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(chǎn)生的高溫使空氣中的氧和氮結(jié)合成氮氧化物，隨雨水落到地面，成為天然的氮肥。②閃電產(chǎn)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(dǎo)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(dǎo)體的A點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉(zhuǎn)。
帶有絕緣手柄的驗電器球接觸帶電導(dǎo)體的B點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉(zhuǎn)角度。
帶有絕緣手柄的驗電器球接觸帶電導(dǎo)體的C點，然后接觸驗電器，觀察驗電器指針的偏轉(zhuǎn)角度。
實驗現(xiàn)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(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)象為尖端放電。
演示實驗：
實驗設(shè)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(xiàn)象：金屬柱A先放電
描述：1753年，富蘭克林發(fā)明了避雷針。避雷針的原理是尖端放電。當(dāng)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(dāng)電荷積累到一定程度時，就會發(fā)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(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)用與預(yù)防
注意：靜電在工業(yè)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(yù)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(fù)印）
問：在很多場合，我們都能找到人們預(yù)防靜電的例子。（①實驗室中，感應(yīng)發(fā)電機的兩根導(dǎo)電桿之間也會發(fā)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(chǎn)生的火花引起爆炸。④飛機輪胎都是用導(dǎo)電橡膠制成的，以防止降落時機身積累電荷。）
字體設(shè)計
1.放電現(xiàn)象
2.雷電與防雷
1、導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)用與預(yù)防