1.7静电平衡的应用

教材分析：

《静电现象的应用》是人教版高中物理选修3-1第一章第七节的内容，《静电现象的应用》是静电场的重要应用，学好本节内容对今后处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的,同时《静电现象的应用》的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的联系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。

教学目标：

（1）知识与技能

1、理解静电平衡的概念；

2、通过理论探究和分组实验来掌握静电平衡的特点；

3、了解静电现象的两个应用静电屏蔽和尖端放电。

（2）过程与方法

1、通过静电平衡的理论推导和实验验证，了解物理学的研究方法；

2、尝试运用静电现象分析解决一些与生产生活相关的物理问题，从而培养学生自主学习能力和理论联系实际的能力。

（3）情感态度与价值观

1、创设师生互动情景，培养学生主动与他人合作的精神和探索与日常生活有关的物理问题的勇气；

2、通过用静电现象解释和处理有关问题，让学生体会物理学对人的生活、生产的影响和对社会发展的贡献，激发学生热爱科学、探索科学的热情。

教学重点：静电现象的特点与两个应用

教学难点：用实验验证静电现象的各个特点

教学方法：推理归纳法、问题解决法、实验法。

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、收音机、感应起电机、导线若干、视频材料。

教学过程：

 (一)复习提问

1、什么是静电感应现象？

2、静电感应现象的实质是什么？

3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？

 

 

 

　 若将导体接地则情况如何？左端接地呢？

 

（二）新课教学

思考

（1）金属导体的微观结构如何？

（2）自由电子怎样移动？

（3）自由电子会在什么地方积聚？

（4）电子的积聚会出现怎样的结果？

（5）最终会出现怎样的现象？

 

1、电场中的导体

（1）金属导体的特征：由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成。

（2）静电感应现象：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2、静电平衡状态下导体的特点

（1）内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）。

（2）导体中没有自由电荷定向移动。

（3）净电荷分布在导体外表面。

实验证明：法拉第圆筒实验。

理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面。反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态。

（4）导体表面附近的电场线与表面垂直。

（5）静电平衡时导体周围电场分布：

 

 

 

 

 

上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线。

3、尖端放电

     导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。

     在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象

 

4、静电屏蔽

  视频实验   (略)

 

分析归纳：

（1）空腔导体的特点：

 

 

净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场。

（2）静电屏蔽

 

 

 

 

 

 

       外部电场对内部仪器没有影响，   若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响。

       实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小。

 

 

 

 

 

 

         若将球壳接地，则内外各不影响（较难）

（3）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、高压带电作业人员穿金属网衣、

通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱。

 

（三）课堂小结

（四）、巩固练习  （投影）

（五）、作业

（六）板书设计

         

 

（七）教学反思