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视频标签：静电现象的应用
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视频课题：高中物理选修3-1第一章第七节《静电现象的应用》陕西省 - 西安
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高中物理选修3-1第一章第七节《静电现象的应用》陕西省 - 西安
《静电现象的应用》教学设计
一、课题：
人民教育出版社高中物理选修3-1第一章第七节《静电现象的应用》
二、教材分析：
处于人民教育出版社高中物理选修3-1第一章《静电场》第七节，本章前六节主要从力学和功能关系方面研究静电场，为章内后三节内容的教学与学习奠定了基础知识和构建了思维模型。根据课程标准的要求：了解静电现象及其在生活和生产中的应用，能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。作为静电场中特有的静电感应现象，本节是对该现象的深入研究，并由此引出其在生产生活中的广泛应用价值。《静电现象的应用》这节内容是本章的难点，内容抽象且深奥，现实生产生活中应用范围较广，实例较有趣味性和实用性。本章作为高中电磁学的基础，本节则体现着该章基础内容的实例应用，凸显出了分析动力学知识和电学知识相结合的分析问题的一般过程思路和方法。其中有关导体的静电平衡状态的内容处理应基于学生已有的静电场基础知识，并结合学生的动力学基础从而展开电场中动态问题的分析教学，内容看似抽象复杂，实则意义非凡，为展开电磁学的教学提供了一般的引领示范作用。
从生活角度走进物理进行本节课《静电现象的应用》的研究学习，学生体验了物理中所提及的静电感应现象就在身边且生产生活中涉及面广，现实生活中的实例更能说服学生从生活中发现物理规律和构建分析物理问题的思维模式，让学生认识到生活现象就是物理研究的
【教学设计
·高中物理】
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大宝库，物理来自于生活，更应用于生活。 三、学情分析：
处于高二年级的学生，其具有一定的物理学科素养和知识储备。学生在高中必修一和必修二中已掌握了动力学的基础内容和具有了一定的分析简单动态平衡问题的能力，利用静电场的基础知识并结合已有的物理知识体系，对于学生而言理解静电感应现象比较容易，然而导体的静电平衡状的理解相对较为抽象且复杂，需要教师在教学内容方面的必要引导和帮助学生释放学科的思想“包袱”，鼓励学生大胆的提高自身的分析能力，从而使其树立学科信心。静电现象在现实生产生活中的应用，比如静电平衡、尖端放电、静电分离、静电除尘等内容，教学基于学生对导体的静电平衡状态的理解，考察学生的分析能力，在教师的适当引导下，实例应用对于学生而言比较容易接受，在实验活动中利于学生理解物理规律、构建物理思维，无形之中提高其综合分析能力。 四、教学目标：
（一）知识与技能：
1、知道静电感应现象，理解静电平衡状态；
2、掌握静电平衡状态条件及导体特点（内部场强处处为零；导体是等势体，表面是等势面，原电场方向与导体表面相垂直；净电荷分布在的导体外表面且尖端较密集）；
3、理解静电屏蔽和知道其相关应用，理解尖端放电和知道其相关应用；
4、知道静电分离和静电除尘的相关应用。 （二）过程与方法：
1、通过分析静电感应现象产生的原因，让学生理解静电平衡状
【教学设计
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态；
2、通过生产生活中的现象发现物理问题，从而展开科学猜想、理论推导、实验验证的过程，帮助学生构建研究物理问题的一般方法。
（三）情感态度与价值观：
1、在探究活动中，能根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释；
2、通过静电现象实例分析，体悟物理学给人类带来的便利，从中体会利用静电知识所带来的益处（如静电屏蔽、静电分离和静电除尘等）和避免灾害的方法（如在加油站中的注意事项、防雷电的常识等），感受物理来自于生活而又应用于生活，进而培养学生学习物理的兴趣。
五、课型：新授课 六、课时：第一课时 七、教学重点
１、掌握静电平衡状态，理解导体处于静电平衡状态的特征； ２、静电现象的应用。 八、教学难点
理解静电平衡条件E内=0的理解及静电感应现象的解释。 九、教具或学具：
用多媒体软件制作课件（Focusky软件）、自制教具一（简易煤气灶演示器）、自制学具（简易静电分离盒）、自制教具三（烟囱中的简易静电除尘器）、辉光球、日光灯管、高压感应圈、铝纸球与黄豆混合物、易拉罐、一次性塑料饭盒、铝板、感应起电机、金属网罩、验电器、玻璃棒、丝绸、铁架台、酒精、棉花、图钉、试管夹、烧杯、火柴、剪刀、导线、接线板等。
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自制教具二：烟囱中的简易静电除尘器
十、教学方法：
讲解《静电现象的应用》这节内容时，主要采用演示法、启发式法、实验法、分组讨论法和练习探究等方法，学生依靠教师的引导和演示实验、图片展示、视频欣赏、理论解析、合作分组实验探究和直观教具，结合师生互动、生生互动和人机互动逐步达到学生掌握知识、发展其能力的三维教学目标的要求。
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【教学流程图】
开始
导入新课
课件
演示实验四
“辉光球点亮日光灯” 演示实验一
“附有静电贴的纸质标题”
参与思考
静电平衡状态定义、条件和特点
课件
演示实验二
剪开防静电服角料
参与讨论、思考、总结和记录
演示实验三（2个） “玻璃棒、金属网罩与验电器”
演示实验五
罩有金属网罩
参与思考
演示实验六
罩有金属网罩且接地的辉光球未点亮灯
静电屏蔽： 1、外屏蔽
课件
参与思考总结， 静电屏蔽：2、全屏蔽
课件
学生判断
视频一 静电引起加油站
的火灾
课 件 尖端放电 演示实验七
课件 实验八（自制教具）：简易煤气灶演示器
课件
避雷针与防雷
电常识等应用课件
分组实验： 分离铝纸球与黄豆
课件
参与总结： 静电分离
静电除尘
演示实验九（自制教具）
教师补充
课下研讨
教师补充
结束
学生揭秘
参与思考总结， 静相关应用与加油站课件
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十一、教学过程：
教学环节与时间分配
教师主导 学生主体
设计 意图
一、从有趣的情境入
手（约5分钟）
由发生在自助加油机前的一幕情境引入新课：
【视频一】自助加油过程中因静电
而酿成的火灾
【教师引导】咱们自己加油怎么就存在这么大的隐患，到底是什么惹的祸？
【教师引导】看来静电不好惹，日常生活中又该如何防止静电与利用静电
呢？今天我们就一同探究《静电现象的应用》。
【演示实验一】教师利用湿抹布擦了一下黑板，直接将本节的纸质标题贴在了黑板上。
1、火灾一幕引发
学生的思考，结合生活经验比较容
易联想到“静电”。 2、标题呈现
方式一反常态，湿抹布擦了一下黑板就直接将纸质标题贴在了黑板
上，新颖的方式更能引起学生的好
奇与学习的欲望。 1、结合发
生在自助加油机的
一幕，让
学生意识
到静电现象是常见的，也比较容易带
来隐患，激发学生
学习兴
趣，为本节课奠定良好的教学氛围。
一、静电平衡状态
【引导式提问】加油站内为什么静
电不去找工作人员，而偏偏喜欢找我们，让我们更容易引火上身呢？这可能与什么有关呢？
【教师引导】他们的衣服与我们的衣服有什么不同？（引发学生思考的时候教师拿出防静电服的一块角料，令学生见实物才能更好的理解其中的原理，
1、学生猜测：可
能的加油步骤的娴熟程度、加油的技巧差异、衣服等。
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二、静电屏蔽
根据以上内容我们来看一个现象。 【演示实验三】（1）用丝绸摩擦玻璃棒，让玻璃棒同时靠近两个验电器，要求学生观察现象；（2）把其中的一个验电器用金属网罩罩起来，重复以上步骤，要求学生观察现象。
【教师引导】这说明什么？金属网罩隔绝了电场对验电器的作用，似乎验电器被“保护”了起来，我们把这样的作用称为静电屏蔽。
【教师引导】其实这就好比给金属网罩穿了一件防静电服，加油站的工作人员穿的就是它？而金属网罩保护了网罩内的事物不受外部电场的影响，我们称其为外屏蔽，引出外屏蔽。
【教师引导】如果加油站只有这一件防静电服，站内又有5名工作人员，
出到提出与静电
平衡状态的特点：（1）内部场强处
处为零；（2）导体是等势体，表面是等势面，原电场方向与导体表面相
垂直；（3）净电荷分布在的导体外表面且尖端较密集。
8、学生描述：（1）金属箔张开，这为静电感应现象；（2）被金属网罩罩起来的验电器
金属箔没有张开，而未被罩起来的验电器金属箔张开。
9、学生表示赞同，
3、学生总
结，利于其掌握相关学习方法。
4、用实际
的演示实验，更利于学生观察现象，
得出一般规律。 5、引发学生思考，提出用金属网罩罩住场源电荷，符合
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又该如何解决呢？学生思考想到了场源，便提出：“用金属网罩罩住场源电荷。”
【教学过渡语句】这里给大家介绍一种验证的方法。
【演示实验四】辉光球点亮日光灯（关闭教室电灯操作）
教师演示辉光球正常发光的时候，提醒学生注意观察日光灯在靠近辉光球时的现象，黑暗的环境中口述并操作手指所触及的日光灯的位置的不同导致灯亮的长度的差别。
演示结束，打开教室电灯。 趁着学生好奇和疑惑的眼光，顺势讲解辉光球原理，便于学生之后的验证实验的设计。
教师讲解辉光球原理：工作时，球中央有一高电压电极（类似于点电荷），
拓展了学生的知识面。
10、提出日光灯不与电源相连也能
被点亮，产生认知冲突，激发学生的好奇心并引起学生的注意力。
11、利用辉光球点亮日光灯，不符合学生原有的认知，易于造成学生强烈且深刻的常识
冲突，引发学生的思考，再结合已有的静电场知识，学生猜想现象可能
与静电感应有关。
正常思维认知。
6、阐明辉光球点亮
日光灯的原理，便于引出验证性实验。
7、由验证试验得出结论更利于学生理解接受所
学内容，眼见为实。
8、通过验证性实验和改进措施，更利于学生牢记“全屏蔽”的特
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电场呈辐射状。球内充有稀有气体（如
氩气等）。高电压电场便会电离稀有气体而使得球内光芒四射，呈现出辐射状辉
光。球内向外辐射出的电场作用于日光灯中的氩气汞蒸气等，使其相互激发产生紫外线，紫外线作用于灯管壁上的荧光物质而使灯管点亮。
【教师引导】现如今验证场源电荷被金属网罩罩住后是否会对网罩外的事物产生作用，我们就可以通过用金属网罩罩住辉光球，用日光灯是否能被点亮进行验证。
【演示实验五】金属网罩罩住辉光球，日光灯靠近辉光球（教师提醒学生观察灯管是否被点亮）。
【现象】灯管被点亮。
【教师提问】没有成功屏蔽场源电
荷，（1）这是为什么？（2）我们又该怎么做？（邀请学生完成接地操作。）
12、（1）学生观察到黑板上的图（点电荷被金属网罩罩住，前文有所提及）思考后说出原因：在金属网罩外表面会感应出电荷，金属网罩外仍然有电场，因此仍
能作用于日光灯。 （2）学生提出：
可以将金属网罩接地。
点及注意事项。 9、加强情感态度价值观渗透，物理来自于生活，也运用于生活。 10、由亲眼所见的现象得出规律，更利于学生培养良好的分析问题的能力。
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尖端相对产生电火花的原因是什么？
【教师总结】提出尖端放电的概念。 【教师提问】家中是否有类似高压
感应圈的装置，利用了尖端放电原理？ 学生说到：煤气灶、打火机等。 教师提出亲自制作了一个简易的煤气灶。
【演示实验八】利用自制教具一：简易煤气灶演示器，进行沾有酒精的棉花的点燃。
学生描述原理：尖端放电，引起酒精燃烧，酒精放热，引起棉花同酒精一块燃烧。
【精心环节】邀请学生使用煤气灶。 【现象】棉花未被点燃
学生猜测：可能是棉花沾的酒精量不够。
【学生操作】给棉花又多加酒精，重复操作。
【现象】棉花未被点燃
场内本身有少量
的带电的空气离子，在强电场作用下发生剧烈运动
而撞散空气分子，使空气电离，空气中就有了大量的
空气离子，离子带电就分别奔向尖端两极，发生中和，尖端就放电了。
15、反复的实验操作，不断引发学生思维冲突，学生注意力更积集中。
证的。
13、“棉里藏针”，从而很好地引出避雷针这一应用。
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学生疑惑，有些学生可能猜测老师在实验过程中动了手脚，要求查看，学生发现：“棉里藏针”——棉花里面藏有一图钉。
【学生操作】去除棉花中的图钉，重复操作。
【现象】棉花被点燃
【教师提问】为什么“棉里藏针”就能有效地保护棉花呢？
【教师引导】看来图钉可以保护棉花，日常生活中是否有如此的应用？
【教师引导】列举生活中运用了尖端放电原理的事物：避雷针、打火机、煤气灶等。
【教师引导】在雷雨交加的天气，建筑物可以有避雷针保护，但作为个体的我们又应该如何防雷电呢？
【视频二】雷雨交加的天气，在树下避雨时接通电话，酿成悲剧。
【教师总结】防雷小常识。 四、静电分离
【教师引导】以上利用静电知识能使我们免遭灾害，除此外静电现象还有哪些具体应用呢？
【课题引出】这儿有一个难题，如何分离铝纸球和黄豆。
【学生分组实验】将铝纸球从黄豆中分离出来。
【实验器材】自制学具——简易静
16、学生回答：尖端放电现象。
17、学生反应到：避雷针。
14、学生亲自动手感受静电现象的应用，对本节内容的知识的理解也会变得更加透
彻和深刻。
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电分离盒、易拉罐铁盒、双面胶、感应起电机、导线、黄豆和铝箔纸球混合物等。
【教师引导】（1）如何设计？（2）能否直接将盛有混合物的的铁盒直接放进“静电分离盒”中？为什么？
实验结束后，部分学生总结实验并展示成果。 五、静电除尘
【教师总结】静电除了能分离这样的混合物，其实在工农业生产中还会涉及矿物分离、选种等。除了静电分离的应用外，还有什么应用呢？请同学们观察这个烟囱，近些年烟囱冒浓烟的情况越来越少，这与其中的一个装置起到的作用分不开——静电除尘装置。
【演示实验九】演示静电除尘。
18、学生回答：（1）将“静电分离盒”中的上下极板连接在感应起电机上，将混合物倒入“分离盒”内，“分离盒”盒盖用白纸包起来且将面向
盒内的一面粘上双面胶，进行实验。（2）不能。可能引起静电屏蔽。
19、学生观察静电除尘实验，亲眼见证了除尘的效果，更有利于学生接受静电现象的应用。 【探究活动】课下分组研讨：静电除尘原理及烟雾粉尘如何运动。 【总结】本节课围绕静电现象以及静电平衡状态展开，具体提及了四个方面的应用，但都是涉及了带电体在电场中的运动。
【教师引导】防静电服可以帮助加
油工作人员免受静电烦恼，对于普通人在加油过程要注意什么？提出：触摸静电释放器；严禁在加油枪半径6.5米的“禁区”内禁止接打手机、发短信、上
网，不得使用闪光灯照相；严禁穿、脱、拍打化纤服装，以免产生静电等。 【游戏】加油站中的标识识别。 学生抢答，获胜者教师奖励。 【奖励内容】允许该名学生揭掉本节课的标题。
【学生揭秘】标题后面用了静电贴。 【教师总结】生活中有许多的静电现象，有些给我们带来便捷，有些给我们带来麻烦，希望同学们可下用好静电，防好静电。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
