静电现象的应用教学设计

静电现象的应用教学设计静电现象的应用教学设计 【教学目标教学目标 】： (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场强处处为零； (3)知道静电屏蔽及其应用。 【教学重点教学重点】：静电平衡状态。 【教学难点教学难点】：静电感应现象的解释 【教学方法教学方法】：推理归纳法、问题解决法、实验法。 【教具准备教具准备】：验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、感应起电机、 高压起电机、击导线若干。【教学过程教学过程】：引入新课引入新课：演示静电屏蔽实验激发学生兴趣 【新课教学新课教学】： 创设情景创设情景 将一金属导体放入场强为 E0的匀强电场中，见课本 P24 图 17-1,分析讨论： 金属导体的微观结构如何？ 自由电子怎样移动？ 自由电子会在什么地方积聚？ 电子的积聚会出现怎样的结果？ 最终会出现怎样的现象？建构新知建构新知一、静电平衡状态下导体的电场：一、静电平衡状态下导体的电场： 1 静电平衡状态定义：导体(包括表面)中的自由电子不再发生定向移动，这时导体就达到了 静电平衡状态。 2静电平衡状态下导体的特点： (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。 (2)导体中没有自由电荷定向移动。 （3）导体外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 （4）整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。 二、导体上电荷分布二、导体上电荷分布 【法拉第圆筒实验】 实验结论： （1）净电荷只能分布在导体的外表面上，导体内部没有净电 荷。 【思考】：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？ （2）在导体表面，走越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积 的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。【提问】导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会 导致什么后果呢？ 尖端放电 【演示尖端放电实验】 三、尖端放电三、尖端放电1、电离:使空气分子中正负电荷分离这种现象叫做空气的电离 2、解释尖端放电：中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子， 这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多 的带电粒子，那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被 吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷， 这个现象叫做尖端放电。 3、尖端放电的应用：避雷针 四、静电屏蔽现象四、静电屏蔽现象 1、定义：由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，遮挡了 外界电场对它们的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 【说一说】你能用刚学的知识解释课前引入的实验吗？ 2、两种情况：金属内部空间不受外部电场的影响，如图 1若将源电荷置于空腔内，则外电场分布如图 2。图 1 图 2 图 3接地的空腔导体内部电场不影响壳外空间，如图 33、应用：电学仪器和电子设备外面套有金属罩、通信电缆外面包一层铅皮、高压带电作业 五、巩固练习五、巩固练习 例 1 如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析 A、B、C 三点的场强( ) AEA0，EB0，EC0 BEA0，EB0，EC0 CEA0，EB0，EC0 DEA0，EB0，EC0 例 2 如图所示，A、B 是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现 用一带正电的小球 C 靠近 B，用手摸一下 B 球，再撤去导线，然后移走 C 球，则 A、B 带 电情况 ( )AA 球带正电，B 球带负电 BA 球带正电，B 球不带电 CA 球不带电，B 球带负电 D以上说法都不正确 六、小结六、小结 1静电平衡状态下导体有什么特点？ 2静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？