人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第4节《静电的防止与利用》教学设计.doc

人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第4节《静电的防备与利用》教学设计 人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第4节《静电的防备与利用》教学设计 人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第4节《静电的防备与利用》教学设计 第4节静电的防备与利用 物理观点 科学思维 科学探究 1.知道什么是静电平衡状 1.察看演示实验并对实验现象 态，能说出静电平衡状态 会根据静电 解析，领悟运用所学知识进行 核心 下的导体特点。 平衡条件求 解析推理的方法。 涵养 2.知道导体上电荷的散布 解感觉电荷 2.查阅并收集资料，认识静电屏 特点，认识尖端放电、静 产生的场强。 蔽和静电吸附在技术和生活中 电障蔽现象及其成因。 的应用。 知识点一静电平衡状态、导体上电荷的散布 [观图助学] (1) (2)如下列图，当一个带电体凑近不带电导体时，由于导体内 的自由电子受到静电力的作用，将向着与电场相反的方向定 向移动，进而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感觉现象。 ①这种定向移动是无休止的吗？ ②电荷的移动对导体内部的电场有影响吗？ 1.静电感觉现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在静电力作用下定向 移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。 2.静电平衡状态 导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡 状态。 3.静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。 (2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。 4.导体上电荷的散布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只散布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖利的地址，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的 地址几乎没有电荷。 [思考判断] (1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能 垂直，可能平行，也可能成任意夹角。(×) (2)因为外电场和所有感觉电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处 于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。(√) 知识点二尖端放电、静电障蔽和静电吸附 [观图助学] (1)避雷针的作用是什么(如图甲所示)? (2)飞机在云层与云层之间飞翔或腾飞、着陆时都有可能遭遇雷击(如图乙所示)。 但是当飞机遭遇雷击时，电流可以从雷电云达到飞机头部，纵向流过机身外壳， 最后从机尾凌空打到地上或从其中一机翼打过另一机翼，横向流过机身，但无论 怎样，闪电都只会沿着飞机外壳流过，而不会进入机内对乘客造成伤害，你知道 这是为什么吗？ 甲乙 1.空气的电离：导体尖端电荷密度很大，周边的电场很强，强电场作用下的带电粒子强烈运动，使分子中的正负电荷分其他现象。 2.尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当 于导体从尖端失去电荷的现象。 尖端放电的应用与防备： (1)应用：避雷针是利用尖端放电防备雷击的一种设施。 (2)防备：高压设施中导体的表面尽量圆滑会减少电能的损失。 3.静电障蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生 影响的作用叫作静电障蔽。 静电障蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地 相连。 4.静电吸附：静电虽然会有危害，但也可以利用。在电场中，带电粒子受到静电 力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。这一原理在生产技术上被广 泛应用。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。 [思考判断] (1)避雷针能防备建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针经过导线导入大 地。(×) (2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球凑近验电器，则验电器箔片能张 开。(×) (3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后边拖条铁链都是把静电导入大地。(√) 静电感觉的因果关系 当小球经过导线分别与带电空腔连接时，如下列图，无论怎样连接，连接后小球 和带电空腔都会成为一个整体，小球成了这个整体的外部，故小球都会带电。 一般的电子打火装置、避雷针、工业烟囱除尘的装置利用的都是尖端放电的原理。 静电障蔽的实质是利用了静电感觉现象，使金属壳内感觉电荷的电场和外加电场 矢量和为零，忧如是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的障蔽作用，其实是 壳内两种电场并存，矢量和为零。 核心要点对静电平衡的理解 [察看探究] 如下列图，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将 发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷。请思考下列问题： (1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向怎样？ (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？ 答案(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动，向着与电场相反的方向定 向移动。 (2)不能。感觉电荷产生的电场与外加电场反向，阻拦电子的定向移动，当这两