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视频标签：静电现象的应用
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视频课题：高中物理人教版选修3-1第一章1.7静电现象的应用_湛江第一中学
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高中物理人教版选修3-1第一章1.7静电现象的应用_湛江第一中学
《 静电现象的探究 》 教 学 设 计
一、教学目标
1. 知识与技能：
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态；
（2）理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体的外表面上； （3）探究带电导体电荷分布特点；
（4）知道静电屏蔽现象及静电现象的应用。 2. 过程与方法
（1）通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力；
（2）通过合作探究，培养学生理论联系实际的能力。 3. 情感、态度与价值观
（1）通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度； （2）通过演示实验，示范和培养学生用科学的眼光看待常见的现象的素养；
（3）通过展示和布置学生制作“低成本物理实验器材”，激发学生的创造欲望，挖掘创造潜能。
通过以上三个目标的实现，不仅可以达到本节课的三维目标，也可以实现学科知识，学生创造，社会发展三方面的整合。
二、教材及模块整体分析
教材的内容、地位和作用方面：《静电现象的探究》是高中物理教材人教版（选修3-1）第一章第7节的内容。
从知识发展的线索看，本节内容是对电场力的性质和能的性质的进一步认识，在理论推导过程中，有利于强化学生对本章第3节电场强度以及第4节电势能和电势的理解。
从思维方式上分析有利于学生建立电场叠加以及电场中功能关系的思想，为本章第9节学习带电粒子在电场中的运动打下基础，起到承上启下的作用。
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三、学情分析及学法指导
结合现阶段学生的认知结构、认知水平和知识跨度，分析学生学情如下：
通过前几节内容的学习，学生知道了电场叠加原理，理解了电势能和电势的概念，掌握了电势差与电场强度之间的关系。学生已经对看不见摸不到的电场的研究掌握了一定的方法，也萌发了进一步探究的兴趣。那么，电场的诸多特性究竟对我们的生产和生活有哪些作用和影响呢？这是学生急待解决的问题，深入“探究静电现象”已经到了水到渠成的时候了。
针对学生的学情，给出相应的学法指导：
为适应高二学生认知特征和思维发展水平，在本节课教学中，通过演示实验激发学生的学习和探索欲望，合作探究引导学生观察，理论推导，分析，归纳，得出结论，在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法，使学生受到学习方法的训练。
通过展示自制的实验装置，点燃学生的创造热情，升华我们的教育目的，使学生理论联系实际，科学指导生活。
四、教学策略选择与设计
为了打造“自主学习，合作探究，精讲释疑，训练检测”的课堂特点，突出重点，突破难点，再对本节课的教法学法分析，新课改的具体目标之一是“改变课程实施过于强调接受学习，死记硬背，机械训练的现状，倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手，培养其合作交流的能力”因此，本节课主要采用探究式、启发式、实验法、分析法、归纳法和讨论法等教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，激发学生学习兴趣，充分调动学生学习积极性，体现“教师为主导，学生为主体”的新课程教学原则。
具体的教学手段有多媒体课件展示、演示实验、讲授法、分组讨论法等。
五、教学重点及难点
重点：通过具体的实例观察和分析，结合严密的理论推导使学生获得必要的理性认识： （1）正确理解静电平衡的内容以及达到静电平衡状态的导体的特点。 （2）探究发现带电导体电荷的分布及其特点。 难点：
（1）“静电平衡”特点的运用
（2）静电现象在生产生活中的应用原理（如：静电除尘）等。
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六、设计流程及时间安排
七、教学实施过程设计：
（一） 引入新课 1、演示实验：
模拟闪电实验，调动学生的学习积极性。
综合应用，拓展思维
总结整理，提高认识
创设情境，感知概念
辨析讨论，提出质疑 实例探究，归纳结论
分组讨论，相互评价
布置作业，独立探究
新课引入
合作探究
应用反馈
总结反思
评价提升
大 地
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2、播放视频：
中国达人秀“闪电侠”卢驭龙的表演视频，进一步激发学生的求知欲望。提出问题，抛出悬念，引入本节教学重点。 （二） 新课教学 1、静电平衡 （1）动画分析：
【教师活动】一块不带电的金属导体内部存在着大量的自由电子，电子做着无规则的运动，整个导体是电中性的。将这块金属导体放在电场强度为E的电场中，导体中的自由电子在电场力的作用下发生定向移动，导致电荷在导体内部重新分布，因而在导体的一侧聚集了负电荷，同时另一侧由于电子的转移而带上了正电。如果外加电场始终存在，
请小组讨论：
（1）电子的定向移动会一直持续下去吗？
（2）达到静电平衡状态后，导体内部的电势分布又有怎样的特点呢？请同学们思考：我们在导体中任取A、B两点，哪点电势更高？
【学生活动】 学生看完部分动画后，相互讨论，然后由学生代表发言，阐述各自的观点。 由两个同学分别分析电子运动情况和导体内部电势高低。
【教师点评】（1）静电平衡状态。（2）导体达到静电平衡时，①E内=0。②整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。
导体内部场强为零，电荷只分布在导体外表面，那么将导体内部挖空，也不会对它的原有电场和电荷的分布产生影响，这样实心导体被挖成了金属空腔。 （3）解释悬念：
现在大家能不能解释少年超能力背后的奥秘呢？
【学生活动】 学习小组同学相互讨论，学生代表利用静电平衡知识解释少年超能力背后的原因。
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【教师点评】少年的衣服里面有金属，形成了一个金属壳，人被包围在金属壳的内部，当人穿上这样的衣服处在强电场中时，金属衣会瞬间达到静电平衡，此时衣服内的合场强为零，衣服是个等势体，保护了人体不受伤害。我们把金属壳的这种保护作用称为“静电屏蔽”。 起先人们在衣服的面料里织入密密的金属丝，整件衣服就像一套盔甲，随着工业的发展和科技的进步，人们利用金属纤维替代金属丝，大大提高了衣服的舒适性和耐磨性。工人师傅穿着这样的“高压带电工作服”就可以实现带电作业，从而减少了因停电维修造成的经济损失。（今年10月湛江受强台风影响大面积停电，工人进行供电抢修。） 【学生活动】知识应用：
1、空间中某点固定一电荷+ Q，现将一块椭球形金属导体置于该电荷附近，如图所示，在椭球内部有A、B两点，下列说法中正确的是（ A ） A、A点处场强EA=0 B、取一试探电荷+q，其在A处受到的电场力大于在B处受到的电场力
C、将试探电荷+q从A点移动到B点，电场力做正功 D、A点电势Aj高于B点电势Bj
【精讲释疑】学生通过分析这一题目，运用刚刚所学习的静电平衡知识，判断静电平衡状态，复习巩固导体内部场强为零，接下来运用已有的电场知识及功能关系逐步推理，得到静电平衡下导体的又一个重要特点：整个导体是等势体。
在课堂上“温故”又“知新”，通过精讲释疑达到高效吸收的目的。
2、带电导体电荷分布特点 （1）学生分组实验
实验器材：自制学具（金属茶叶盒、饮料瓶）、验电丝线、胶带、剪刀等。
【学生活动】 学生根据教师的引导，小组讨论进行合理猜想，再利用提供的实验材料设计实验方案并制作探究装置，进行供电后，观察实验现象，得出实验结论即带电导体电荷分布特点。 探究流程：
合理猜想 → 设计方案 → 分组实验 → 分享交流 → 得到结论
猜 想
实 验 现 象
结 论
外表面 丝线张开 电荷分布在外表面 内表面
无变化
内表面没有电荷分布
结论：带电导体电荷只分布在其外表面处。
【教师总结】
（1）带电导体电荷分布在导体的外表面。 （2）越尖锐的位置电荷分布越密集。 （3）尖端放电——避雷针 3、静电现象的应用
课前，布置同学以学习小组的形式分别从（1）生活中的静电应用（2）生产中的静电应用（3）静电危害的保护等角度收集有关实例。哪些可以利用我们今天学习的知识来解释呢？ 【学生活动】各学习小组代表展示：
（1）生活中的静电现象：衣服静电刷、汽车静电贴等。 （2）静电植绒、静电复印、静电除尘等。
静电植绒 静电除尘
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【教师点评】提到社会热点问题“雾霾治理”。
【学生活动】<2011年广东高考>如图所示为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（ BD ） A、到达集尘极的尘埃带正电荷 B、电场方向由集尘板指向放电极
C、带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D、同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
【精讲释疑】评讲导学案练习题，通过题目讲原理：除尘器筒壁接高压电的正极，中间的金属丝接电源的负极，筒中的空气分子被电离成电子和正离子，粉尘颗粒与电子相互吸引，在电场力作用下飞向筒壁，最后在重力作用下落在筒底。这个办法不但可以净化废气，而且便于回收其中的有用物质。
【作业布置】 静电植绒、静电复印、静电除尘等静电现象在生产和生活中的应用，常常作为高考题目的背景材料。了解了静电除尘的原理，尝试解决其他装置形式的静电除尘问题： 4、处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，钢针与手摇起电机的负极相连，在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是( A B )
A、烟尘因为带负电而被吸附在铝板上
B、同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近其速度越大
C、同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果电量不变，则离铝板越近其加速度越大
D、若只增大钢针与铝板的距离，则烟尘颗粒到达铝板的速度变大
4、在第4题中，若想使烟尘颗粒到达铝板时的速度变大，可以采取什么措施？试讨论：烟尘颗粒的速度与哪些因素有关？请大家预习本章第九节《带电粒子在电场中的运动》 【知识升华】根据静电除尘的原理，试着设计新颖的静电除尘装置，课余小组间展示交流。
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4、知识小结：
在本节课中我们了解了静电屏蔽的原理，探究了导体电荷分布特点，领略了静电技术在生产生活中的应用„这可谓：
导体放入电场中，电荷重分达平衡。 体表电势处处等，内部场强处处零。 电荷分布看曲率，尖端放电耀光芒！ 静电技术应用广，探究奥秘我最棒！
八、板书设计
多 媒 体 播 放 区
第一章第7节 静电现象的探究
一、静电平衡 1、静电平衡状态
2、导体达到静电平衡时： （1）导体内部场强E内=0
（2）整个导体是个等势体，导体表面是等势面 二、带电导体电荷分布特点 1、电荷只分布在导体外表面
2、在导体外表面越尖锐的位置电荷分布越密集 三、静电现象的应用
避雷针、静电植绒、静电除尘等
学 生 展 示 区
九、作业布置
复习本节所学知识，完成导学案第3、4、5、6题。
十、设计反思
成功之处：
本节课以“新课引入 ——合作探究——应用反馈——总结反思——评价提升”这样的教学程序，打造“自主学习，合作探究，精讲释疑，训练检测” 为特点的高效课堂。通过师生之间、生生之间的平等合作、交流沟通，落实了《新课标》的要求，充分体现教师为主导、学生为主体的新教学理念，在课堂上尽量发挥学生的主观能动性，让他们不断尝到成就感，教师起到导的作用。学生作为学习主体，以及建构知识的主体地位，从而能够较好的达到了本节课的教学目标，在教学实际中践行高效课堂的教育理念。本节课多次展示自制的“低成本演示实验器材”，解决了学生对抽象的电场理解的障碍和以往对静电现象应用的空谈，体现了物理教育理论联系实际，培养学生发现精神的设计理念。进一步提高学生的创新思维
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和创造能力，塑造勇于创新，善于创造的人格，培养高素质人才。
不足之处：
由于实验条件所限，在分组实验中没有实现学生以学习小组为单位制作探究带电导体电荷分布的装置，分组供电完整完成观察现象得到结论的过程。由于时间限制，对于静电现象在生产和生活中的广泛应用也没有充分的展示或带领学生实地观摩，确实留有遗憾。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
