小學(xué)探究教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-021.2探究靜電力教案。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?小編特地為大家精心收集和整理了“1.2探究靜電力教案”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
1.2探究靜電力教案一、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解點(diǎn)電荷的概念;
2、通過對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察和思考,概括出兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律;
3、掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用;
能力目標(biāo)
1、通過對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察概括出兩種電荷之間的作用規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力;
2、,通過點(diǎn)電荷模型的建立,了解理想模型方法.
情感目標(biāo)
了解人類對(duì)電荷間相互作用認(rèn)識(shí)的歷史過程,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心,體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅.滲透物理學(xué)方法的教育,運(yùn)用理想化模型方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——點(diǎn)電荷,研究真空中靜止點(diǎn)電荷間互相作用力問題——庫侖定律。
二、學(xué)法引導(dǎo)
1、用演示復(fù)習(xí)法引入,注意對(duì)比.
2、認(rèn)真觀察現(xiàn)象,理解各步的目的.
3、掌握解題的思維和方法,而不要一味的強(qiáng)調(diào)公式的記憶。
三、重點(diǎn)、難點(diǎn)
1、重點(diǎn):使學(xué)生掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫侖定律。
2、難點(diǎn):真空中點(diǎn)電荷間作用力為一對(duì)相互作用力,遵從牛頓第三定律,是難點(diǎn)。
四、課時(shí)安排:1課時(shí)
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
1.演示兩種電荷間相互作用:有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒(2支)
2.定性演示相關(guān)物理量間關(guān)系:鋁箔包好的草球、表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體、絕緣性好的絲線、絕緣性好的支架、鐵架臺(tái)。
六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì):本節(jié)中實(shí)驗(yàn)較多,要做好靜電實(shí)驗(yàn)。師生要多交流、討論,要留夠思考時(shí)間。
七、教學(xué)步驟
(一)點(diǎn)電荷
對(duì)比:牛頓在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)引入質(zhì)點(diǎn)
庫侖在研究電荷間的作用時(shí)引入了點(diǎn)電荷,這是人類思維方法的一大進(jìn)步。
什么是點(diǎn)電荷:簡(jiǎn)而言之,帶電的質(zhì)點(diǎn)就是點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的電量、位置可以準(zhǔn)確地確定下來。正像質(zhì)點(diǎn)是理想的模型一樣,點(diǎn)電荷也是理想化模型。真正的點(diǎn)電荷是不存在的,但是,如果帶電體間的距離比它們的大小大得多,以致帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個(gè)處于該球球心,帶電量與該球相同的點(diǎn)電荷。
理想模型方法是物理學(xué)常用的研究方法。當(dāng)研究對(duì)象受多個(gè)因素影響時(shí),在一定條件下人們可以抓住主要因素,忽略次要因素,將研究對(duì)象抽象為理想模型,這樣可以使問題的處理大為簡(jiǎn)化。
討論與交流
一個(gè)帶電體在什么情況下可以看成點(diǎn)電荷?與研究問題所要求的精確度有無關(guān)系?
(二)庫侖定律
1、方法:變量控制法
2、實(shí)驗(yàn)介紹與演示(課本第6頁)
觀察與思考
1)研究相互作用力F與距離r的關(guān)系
使A、B、C帶同種電荷,且B、C的電荷量相等,觀察B、C偏角,思考r增大時(shí),F(xiàn)的大小如何變化,并記下你的結(jié)論。
2)研究相互作用力F與電荷量的關(guān)系
使A、B帶同種電荷,觀察B的偏角,設(shè)B原來的電荷量為Q,使不帶電的C、與B接觸一下即分開,這時(shí)B、C就各帶q/2的電荷量。保持A、B的距離不變,觀察B的偏角,思考當(dāng)B球帶的電荷量減少時(shí),F(xiàn)的大小如何變化?
3)綜合以上兩種情況,你的結(jié)論是什么?
3、庫侖定律內(nèi)容:在真空中兩個(gè)電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫侖定律。
庫侖定律公式表示:若兩個(gè)點(diǎn)電荷q1,q2靜止于真空中,距離為r,則q1受到q2的作用力F12為
式中F12、q1、q2、r諸量單位都已確定,分別為牛(N)、庫(C)、
9×109Nm2/C2
4、q2受到q1的作用力F21與F12互為作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,統(tǒng)稱靜電力,又叫庫侖力。
介紹庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)。
補(bǔ)充:若點(diǎn)電荷不是靜止的,而是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場(chǎng)力。關(guān)于磁場(chǎng)力的知識(shí),今后將會(huì)學(xué)到。
(三)庫侖定律的應(yīng)用
【例1】?jī)蓚€(gè)點(diǎn)電荷q1=1C、q2=1C相距r=1m,且靜止于真空中,求它們間的相互作用力。
這時(shí)F在數(shù)值上與k相等,這就是k的物理意義:k在數(shù)值上等于兩個(gè)1C的點(diǎn)電荷在真空中相距1m時(shí)的相互作用力。
【例2】真空中有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷,相距10cm,B的帶電量是A的5倍。如果A電荷受到的靜電力是10-4N,那么B電荷受到的靜電力應(yīng)是下列答案中的哪一個(gè)?
A.5×10-4NB.0.2×10-4N
C.10-4ND.0.1×10-4N
解:根據(jù)牛三定律,應(yīng)選C。
【例3】?jī)蓚€(gè)完全相同的均勻帶電小球,分別帶電量q1=2C正電荷,q2=4C負(fù)電荷,在真空中相距為r且靜止,相互作用的靜電力為F。
(1)今將q1、q2、r都加倍,相互作用力如何變?
(2)只改變兩電荷電性,相互作用力如何變?
(3)只將r增大4倍,相互作用力如何變?
(4)將兩個(gè)小球接觸一下后,仍放回原處,相互作用力如何變?
(5)接上題,為使接觸后,靜電力大小不變應(yīng)如何放置兩球?
答(1)作用力不變。
(2)作用力不變。
(3)作用力變?yōu)镕/25,方向不變。
(4)作用力大小變?yōu)镕/8,方向由原來的吸引變?yōu)橥瞥猓ń佑|后電量先中和,后多余電量等分)。
【例4】?jī)蓚€(gè)正電荷q1與q2電量都是3C,靜止于真空中,相距r=2m。
(1)在它們的連線AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q,求Q受的靜電力。
(2)在O點(diǎn)放入負(fù)電荷Q,求Q受的靜電力。
(3)在連線上A點(diǎn)的左側(cè)C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受靜電力。
解當(dāng)一個(gè)點(diǎn)電荷受到幾個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力作用時(shí),可用力的獨(dú)立性原理求解,即用庫侖定律計(jì)算每一個(gè)電荷的作用力,就像其他電荷不存在一樣,再求各力的矢量和。
(1)(2)題電荷Q受力為零。
(3)q3受引力F31與引力F32,方向均向右,合力為:
課堂小結(jié)
(1)電荷間相互作用規(guī)律:同性相斥,異性相吸,大小用庫侖定
(2)電荷間作用力為一對(duì)相互作用力,遵循牛頓第三定律。
(3)庫侖定律適用條件:真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力(均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可)。
八、布置課后作業(yè):課本8頁練習(xí)2、3題
延伸閱讀
靜電力
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,有效的提高課堂的教學(xué)效率。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?小編收集并整理了“靜電力”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
第二節(jié)靜電力庫侖定律學(xué)習(xí)重點(diǎn):
(1)知道點(diǎn)電荷,體會(huì)科學(xué)研究中的理想模型方法。
(2)了解兩種電荷間的作用規(guī)律,掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用。
學(xué)習(xí)重點(diǎn):
掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫侖定律
學(xué)習(xí)過程:
庫侖定律
1、內(nèi)容:真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的成正比,與它們
的成反比,作用力的方向在它們的連線上.
2、大小:
3、方向:
4、適用條件:
庫侖定律與萬有引力定律的比較:
定律共同點(diǎn)區(qū)別影響大小的因素
萬有引力定律(1)都與距離的二次方成反比
(2)都有一個(gè)常量與兩個(gè)物體、有關(guān),只有力m1,m2,r
庫侖定律與兩個(gè)物體、有關(guān),有力,也有力Q1,Q2,r
課堂同步
1.關(guān)于點(diǎn)電荷的說法,正確的是()
A.只有體積很小的帶電體,才能作為點(diǎn)電荷
B.體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷
C.點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷
D.兩個(gè)帶電的金屬小球,不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理
2.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們間的靜電力為F,如果保持它們所帶的電量不變,將它們之間的距離增大為原來的2倍,它們之間作用力的大小等于()
A.FB.2FC.F/2D.F/4
3.A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離恒定,當(dāng)其它電荷移到A、B附近時(shí),A、B之間的庫侖力將()
A.可能變大B.可能變小C.一定不變D.不能確定
4.兩個(gè)半徑均為1cm的導(dǎo)體球,分別帶上+Q和-3Q的電量,兩球心相距90cm,相互作用力大小為F,現(xiàn)將它們碰一下后,放在兩球心間相距3cm處,則它們的相互作用力大小變?yōu)?)
A.3000FB.1200FC.900FD.無法確定
5.真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷,其電量Q1>Q2,點(diǎn)電荷q置于Q1、Q2連線上某點(diǎn)時(shí),正好處于平衡,則()
A.q一定是正電荷B.q一定是負(fù)電荷
C.q離Q2比離Q1遠(yuǎn)D.q離Q2比離Q1近
6.如圖所示,質(zhì)量、電量分別為m1、m2、q1、q2的兩球,用絕緣絲線懸于同一點(diǎn),靜止后它們恰好位于同一水平面上,細(xì)線與豎直方向夾角分別為α、β,則()
A若m1=m2,q1q2,則αβ
B.若m1=m2,q1q2,則αβ
C.若q1=q2,m1m2,則αβ
D.若m1m2,則αβ,與q1、q2是否相等無關(guān)
7、兩個(gè)帶電小球,質(zhì)量都是1kg,帶電荷量都是2×10-5C,相隔較遠(yuǎn),以至于兩個(gè)小球可看作點(diǎn)荷,試求它們之間的靜電力與萬有引力之比?
答案:
答案:DDCDDD5.4×105
靜電屏蔽教案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?下面是小編精心為您整理的“靜電屏蔽教案”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
13.4靜電屏蔽一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)制、靜電平衡狀態(tài)、靜電感應(yīng)現(xiàn)象;
2.理解電場(chǎng)中處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn);
3.了解靜電屏蔽現(xiàn)象。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.靜電場(chǎng)中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性,即其電荷分布、電場(chǎng)分布等,這是重點(diǎn)。
2.運(yùn)用電場(chǎng)有關(guān)知識(shí),分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因,這是難點(diǎn)。
三、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)演示,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
四、教具:
1.演示靜電感應(yīng):起電機(jī),感應(yīng)電機(jī)(一對(duì))、驗(yàn)電球、驗(yàn)電器(兩個(gè)),帶有絕緣支架金屬球一個(gè)。
2.法拉第圓筒演示靜電平衡導(dǎo)體,內(nèi)部無凈余電荷:法拉第圓筒,驗(yàn)電器(一個(gè)),驗(yàn)電球,起電機(jī)。
3.靜電屏蔽演示:金屬網(wǎng)罩(一個(gè)),帶絕緣支架金屬球,驗(yàn)電器。
4.計(jì)算機(jī)、大屏幕,自制CAI課件
五、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)提問
1.電場(chǎng)的重要性質(zhì)是什么?對(duì)放入其中的電荷有力的作用。
2.導(dǎo)體的重要特征(或說導(dǎo)體導(dǎo)電的原因)是什么?導(dǎo)體內(nèi)部有大量自由電荷。
3.把導(dǎo)體放入電場(chǎng)中,導(dǎo)體上的自由電荷處于電場(chǎng)中將受電場(chǎng)力作用,這時(shí)的導(dǎo)體與無電場(chǎng)時(shí)的導(dǎo)體相比有什么不同特征?
引導(dǎo)學(xué)生分析:
若是金屬導(dǎo)體,自由電子在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布,從而引起導(dǎo)體的某些新的性質(zhì)。
(二)引入新課
實(shí)驗(yàn)1利用起電機(jī)使絕緣金屬球帶電,從而產(chǎn)生電場(chǎng),把感應(yīng)起電機(jī)靠近A擺放,且接觸良好。
將不帶電驗(yàn)電球A先與B接觸,再與驗(yàn)電器金屬球D接觸,如此反復(fù),可見D金屬箔張開。同樣,可讓A與C接觸,再與E接觸,反復(fù)幾次,可見E金屬箔也張開。
由此可知B、C兩端帶電。
此時(shí),若將A上電荷放掉,讓A與C接觸后與D接觸,反復(fù)幾次,可見D金屬箔張角變小,可見B、C兩端電荷異號(hào)。
1.靜電感應(yīng)
(1)什么叫靜電感應(yīng):放在靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體,它的自由電荷受電場(chǎng)力作用,發(fā)生定向移動(dòng),從而重新分布,在其表面不同部分出現(xiàn)了正、負(fù)電荷的現(xiàn)象。
①可根據(jù)同性相斥、異性相吸,指出本實(shí)驗(yàn)中距A近端(B端)有與A異號(hào)的電荷,距A遠(yuǎn)端(C端)電荷與A同號(hào)。
實(shí)驗(yàn)1中,可用A與B、C中部接觸的,再與驗(yàn)電器接觸,驗(yàn)電器金屬箔不張開,電荷分布在兩端。
②也可以分析距A遠(yuǎn)近不同,電勢(shì)不同,而金屬導(dǎo)體中自由電子在電場(chǎng)力作用下由電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng)至電勢(shì)高處。
例如:若A帶正電,距A較遠(yuǎn)端的C端電勢(shì)比B端低,故電子向B端運(yùn)動(dòng),B端帶負(fù)電荷。根據(jù)電荷守恒,C端帶正電荷。
同理可分析A帶負(fù)電荷時(shí),感應(yīng)電機(jī)上電荷分布。
(2)感應(yīng)電荷
靜電感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體不同部分出現(xiàn)的凈電荷稱為感應(yīng)電荷。
靜電場(chǎng)中導(dǎo)體上自由電荷受電場(chǎng)力作用做定向移動(dòng)會(huì)不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去?
(3)靜電平衡狀態(tài)
導(dǎo)體置于電場(chǎng)中時(shí),自由電荷受力,發(fā)生定向移動(dòng),從而重新分布。重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與原電場(chǎng)反向的電場(chǎng),阻礙電荷定向移動(dòng),直至最后無電荷定向移動(dòng)為止,這時(shí)感應(yīng)電荷電場(chǎng)與原電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零。
①什么是靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體上處處無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)。
②特征:導(dǎo)體內(nèi)部處處場(chǎng)強(qiáng)為零。
在這個(gè)特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論,可得靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn)。
2.靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的特點(diǎn):處于靜電平衡狀態(tài),導(dǎo)體內(nèi)處處場(chǎng)強(qiáng)為零。
(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上。
可采用反證法,若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷,電荷周圍有電場(chǎng),那么導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度將不為零,電荷將發(fā)生定向移動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)2法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)。
先用起電機(jī)使筒A帶電,至A中箔片張開為止,利用驗(yàn)電球B可先從A外表面接觸,再與驗(yàn)電器金屬球C接觸,反復(fù)幾次后,可明顯地看到C金屬箔張開,可說明A外表面有電荷。
若使B與A內(nèi)壁接觸后再與C接觸,則C金屬箔將不張開,可驗(yàn)證A內(nèi)壁無電荷。
(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直。可用反證法證明,若不垂直,沿表面有切向分量,電荷將發(fā)生定向移動(dòng)。
(3)處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,沿導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力與表面切向垂直,電場(chǎng)力做功為零。
所以電勢(shì)差為零,表面是等勢(shì)面。
內(nèi)部處處E=0,任兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力為零,任兩點(diǎn)等勢(shì),所以是等勢(shì)體。
3.應(yīng)用
(1)感應(yīng)起電(與摩擦起電比較)
使A帶電,B、C端將出現(xiàn)感應(yīng)電荷,把B、C分開,各自出現(xiàn)凈電荷,從而帶電。
(2)靜電屏蔽
實(shí)驗(yàn)3
先使A帶電,然后移近驗(yàn)電器B,由于靜電感應(yīng),B的金屬箔片張開,若把B置于金屬網(wǎng)罩中,可發(fā)現(xiàn)B的金屬箔片不張開。
簡(jiǎn)單分析:金屬網(wǎng)罩內(nèi)無電場(chǎng)。
任取一個(gè)導(dǎo)體殼,處于靜電場(chǎng)中,殼內(nèi)無電場(chǎng)。
反證法:若有電場(chǎng),電場(chǎng)線發(fā)自殼壁,終止于殼壁,與殼是等勢(shì)體相矛盾,這樣的電場(chǎng)線不存在。
(三)例題精講、鞏固提高(見課件)
1.如圖所示,A帶正電,若導(dǎo)體C端接地,問B、C端各帶什么電荷?(B端帶負(fù)電荷,C端無凈電荷)
若此時(shí)斷開C與地的連線,B、C端帶什么電荷?(B端負(fù)電荷,C端無電荷)整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷?(負(fù)電荷)
若B端接地,整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷?(負(fù)電荷)
2.導(dǎo)體桿放于點(diǎn)電荷+Q附近達(dá)到靜電平衡后,求桿中距Q為r的一點(diǎn)Q的電場(chǎng)強(qiáng)度及桿上感應(yīng)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。
解:因?yàn)闂U處于靜電平衡狀態(tài),故Ea=0
a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)由+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和感應(yīng)電荷電場(chǎng)合成。
EQ+E感=Ea=0
(四)課件演示,課堂小結(jié)
1.靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
基本特征:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零;電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。
注意:這里的“場(chǎng)強(qiáng)”,指的是合場(chǎng)強(qiáng)。
2.靜電屏蔽:導(dǎo)體殼可以使其內(nèi)部所包圍的區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響,這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。
(五)布置作業(yè)
1.復(fù)習(xí)本節(jié)課文。
2.思考一下靜電屏蔽有何應(yīng)用。
說明:
1.導(dǎo)體的靜電平衡條件是本節(jié)的重點(diǎn),也是難點(diǎn),在見解是可借助多媒體課件(或圖片)著重分析導(dǎo)體在電場(chǎng)中達(dá)到靜電平衡的過程,強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,指的是感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)疊加后,合場(chǎng)強(qiáng)為零,要使學(xué)生真正理解靜電平衡條件,必須使他們清楚地知道推理過程。
2.導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)的電荷分布規(guī)律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,因此必須重視實(shí)驗(yàn),做好演示,使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí),然后再?gòu)撵o電平衡條件加以說明,讓學(xué)生在理論和實(shí)際的結(jié)合中理解知識(shí)。
3.靜電屏蔽現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有很多應(yīng)用,講解時(shí)要結(jié)合實(shí)際才能使學(xué)生真正理解。
4.為了鞏固學(xué)到的知識(shí),本節(jié)安排了兩個(gè)例題,可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分析講解,然后再讓學(xué)生做練習(xí),最后對(duì)本節(jié)內(nèi)容作簡(jiǎn)要小結(jié),布置課后作業(yè),作業(yè)內(nèi)容可根據(jù)情況自行安排。
認(rèn)識(shí)靜電
第一章電場(chǎng)
學(xué)案1認(rèn)識(shí)靜電
1.自然界中只存在兩種電荷:______電荷和______電荷.用絲綢摩擦玻璃棒時(shí),玻璃棒帶______電荷;用毛皮摩擦橡膠棒時(shí),橡膠棒帶______電荷.
2.電荷間的作用規(guī)律是:同種電荷相互______,異種電荷相互______.
3.____________稱為起電,我們學(xué)過的起電方式有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
4.物體所帶電荷的多少叫__________.在國(guó)際單位制中,它的單位是__________,用
__________表示.
5.正電荷的電荷量用__________數(shù)表示,負(fù)電荷的電荷量用__________數(shù)來表示.等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象叫做__________.
6.質(zhì)子和電子帶有等量而異種的電荷,其電荷量為______庫侖,用______表示,任何帶電體的電荷量都是e的________倍.因此電荷量e被稱為________.
7.電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它們只能從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分________到另一部分.在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的________不變.
答案1.正負(fù)正負(fù)
2.排斥吸引
3.使物體帶電摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電
4.電荷量庫侖C
5.正負(fù)中和
6.1.60×10-19e整數(shù)元電荷
7.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移代數(shù)和
一、起電方法的實(shí)驗(yàn)探究
圖1
[問題情境]
如圖1所示,古人發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥珀能夠吸引輕小的物體,16世紀(jì)英王御醫(yī)吉爾伯特在研究這類現(xiàn)象時(shí)創(chuàng)造了“電”這一詞,即“電荷”.
1.你見過哪些靜電現(xiàn)象?
2.何為電荷?電荷來自哪里?
3.自然界中有幾種電荷?怎樣使物體帶電?
答案1.略2.物體有了吸引輕小物體的性質(zhì),我們就說它帶了電,或有了電荷;電荷來自原子內(nèi)部.3.兩種:正電荷與負(fù)電荷;摩擦方式、接觸方式、感應(yīng)方式均可使物體帶電.
[要點(diǎn)提煉]
1.兩種電荷:自然界中只存在兩種電荷.
(1)正電荷:用________摩擦過的________所帶的電荷叫做正電荷.
(2)負(fù)電荷:用________摩擦過的________所帶的電荷叫做負(fù)電荷.
2.電荷間的相互作用規(guī)律:______電荷相互排斥,________電荷相互吸引.
3.起電的方式:常見的起電方式有:__________、__________、__________.
答案1.(1)絲綢玻璃棒(2)毛皮橡膠棒2.同種異種3.摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電
[問題延伸]
1.接觸起電:一個(gè)物體帶電時(shí),電荷之間會(huì)相互排斥,如果______另一個(gè)導(dǎo)體,電荷會(huì)______到這個(gè)導(dǎo)體上,使這個(gè)導(dǎo)體也帶電,這種方式稱為接觸起電.
2.感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電.感應(yīng)起電有嚴(yán)格的操作步驟,如圖2甲、乙所示.
圖2
(1)使帶電體C(如帶正電)靠近相互接觸的兩導(dǎo)體A、B.
(2)保持C不動(dòng),用絕緣工具分開A、B.
(3)移走C,則A帶負(fù)電,B帶正電.
溫馨提示如果先移走C,再分開A、B,那么原來A、B上感應(yīng)出的異種電荷會(huì)立即中和,不會(huì)使A、B帶電.
答案1.接觸轉(zhuǎn)移
二、電荷守恒定律
[問題情境]
1.驗(yàn)電器的用途是什么?
2.什么是中和?中和能否理解為“消失”?
3.物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?摩擦起電的原因是什么?電荷是通過摩擦創(chuàng)造的嗎?
答案1.驗(yàn)電器是用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器.
2.等量的異種電荷完全抵消的現(xiàn)象叫做中和,“中和”僅是指一個(gè)物體內(nèi)的正、負(fù)電荷數(shù)相等,該物體整體上不顯電性(電中性),并不是正、負(fù)電荷相遇而消失(僅存在于物體內(nèi)).
3.物質(zhì)由原子組成,而原子則由原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子構(gòu)成,原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多,所以整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性.摩擦起電的原因:在兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r,一些束縛得不緊的電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電,失去電子的物體則帶正電.
通過以上分析可知,電荷不是由摩擦創(chuàng)造出來的.
[要點(diǎn)提煉]
1.電荷量:________叫電荷量,其國(guó)際單位是________,簡(jiǎn)稱__________,用符號(hào)______表示.
2.元電荷:是電子所帶的________,用e表示,e=__________C.這是科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量.所有帶電體的電荷量都是e的________.
3.電荷守恒定律:電荷既________,也__________,它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一部分.在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的________保持不變.
答案1.電荷的多少庫侖庫C2.電荷量1.60×10-19整數(shù)倍3.不能創(chuàng)造不能消滅代數(shù)和
[問題延伸]
1.感應(yīng)起電的原理:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互________或________,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶________電荷,遠(yuǎn)離的一端帶______電荷,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng).利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫感應(yīng)起電.
2.常見的起電方式有摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電,三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是____________.
3.電荷守恒定律中的“代數(shù)和”等于__________.
4.接觸起電中電荷是如何分配的?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案1.吸引排斥異號(hào)同號(hào)
2.電子的轉(zhuǎn)移3.零
4.接觸帶電時(shí),兩個(gè)物體最終電荷量的分配很復(fù)雜,但兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相互接觸后,如果是同性則電荷總量平均分配,如果是異性則先中和,剩下的平均分配.
例1如圖3所示,掛在絕緣細(xì)線下的輕質(zhì)小球,由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,所以()
圖3
A.甲圖中兩球一定帶異種電荷
B.乙圖中兩球一定帶同種電荷
C.甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電
D.乙圖中兩球只有一個(gè)帶電
解析若兩物體相互排斥,必定帶同種電荷;若兩物體相互吸引,二者可能帶異種電荷,也可能一個(gè)帶電荷,另一個(gè)不帶電荷.當(dāng)只有一個(gè)物體帶電時(shí),不帶電物體由于受到帶電物體電荷的作用,原子內(nèi)部的異種電荷趨向于靠近帶電物體,同種電荷趨向于遠(yuǎn)離帶電物體,這一過程類似于靜電感應(yīng),因此兩物體之間的吸引力大于排斥力,宏觀上顯示的是吸引力.綜上知,B、C選項(xiàng)正確.
答案BC
變式訓(xùn)練1A、B、C三個(gè)塑料小球,A和B,B和C,C和A之間都是相互吸引的,如果A帶正電,則()
A.B、C都帶負(fù)電
B.B球帶負(fù)電,C球帶正電
C.B、C兩球中必有一個(gè)帶負(fù)電,另一個(gè)不帶電
D.B、C兩球均不帶電
答案C
解析A和B相互吸引,說明B帶負(fù)電或不帶電,A與C相互吸引,說明C帶負(fù)電或不帶電.而B與C又相互吸引,說明B和C不可能同時(shí)帶負(fù)電或不帶電,這兩個(gè)小球只能一個(gè)帶負(fù)電,另一個(gè)不帶電.綜上所述,A、B、D錯(cuò)誤,C正確.
例2如圖4所示,不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對(duì)金箔.當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)()
圖4
A.A端金箔張開,B端金箔閉合
B.用手觸摸枕形導(dǎo)體后,A端金箔仍張開,B端金箔閉合
C.用手觸摸枕形導(dǎo)體后,將手和C都移走,兩對(duì)金箔均張開
D.選項(xiàng)A、C中兩對(duì)金箔都分別帶異種電荷
解析根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近,在A端出現(xiàn)了負(fù)電,在B端出現(xiàn)了正電,這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷,只是電荷的重新分布.金箔上帶電相斥而張開.選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
用手觸摸枕形導(dǎo)體后,B端不是最遠(yuǎn)端了,人是導(dǎo)體,人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端,這樣B端不再有電荷,金箔閉合.選項(xiàng)B正確.
用手觸摸導(dǎo)體時(shí),只有A端帶負(fù)電,將手和C移走后,不再有靜電感應(yīng),A端所帶負(fù)電便分布在枕形導(dǎo)體上,A、B端均帶有負(fù)電,兩對(duì)金箔均張開.選項(xiàng)C正確.
以上分析看出,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案BC
名師點(diǎn)撥本節(jié)要求知道三種起電方法的特點(diǎn),接觸起電帶同種電荷,摩擦起電帶等量的異種電荷,感應(yīng)起電則是近異遠(yuǎn)同,注意用手觸摸最遠(yuǎn)端是腳或地球.
變式訓(xùn)練2如圖5所示,A、B、C是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體,其中C球帶正電,A、B兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電.試問:
圖5
(1)如何使A、B都帶等量正電?
(2)如何使A、B都帶等量負(fù)電?
(3)如何使A帶負(fù)電B帶等量的正電?
答案見解析
解析(1)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,把A與B分開后再用手摸一下B,則B所帶的負(fù)電荷就被中和,再把A與B接觸一下,A和B就帶等量正電荷.(2)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,再用手摸一下A或B,則A所帶的正電荷就被中和,而B端的負(fù)電荷不變,移去C以后再把A與B分開,則A和B就帶等量負(fù)電荷.(3)把AB緊密靠攏,讓C靠近A,則在A端感應(yīng)出負(fù)電荷,B端感應(yīng)出等量正電荷,馬上把A與B分開,則A帶負(fù)電B帶等量的正電.
例3有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量6.4×10-9C和-3.2×10-9C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?
解析當(dāng)兩小球接觸時(shí),帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量
QA′=QB′=QA+QB2=1.6×10-9C
在接觸過程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,不僅將自身電荷中和,且繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶QB′的正電,這樣,共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為
ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9C
轉(zhuǎn)移的電子數(shù)N=ΔQe=3.0×1010個(gè)
變式訓(xùn)練3有三個(gè)相同的金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5C的正電荷,小球B、C不帶電,現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開,最后讓小球B與小球C接觸后分開,最終三球的帶電荷量分別為qA=________C,qB=________C,qC=________C.
答案0.5×10-50.75×10-50.75×10-5
【即學(xué)即練】
1.關(guān)于元電荷的理解,下列說法正確的是()
A.元電荷就是電子
B.元電荷就是質(zhì)子
C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量
D.元電荷就是自由電荷的簡(jiǎn)稱
答案C
解析最小的電荷量叫元電荷,表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等.
2.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說法中正確的是()
A.摩擦起電說明電荷可以被創(chuàng)造
B.摩擦起電是由于電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上
C.感應(yīng)起電是由于電荷從帶電物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上
D.感應(yīng)起電是電荷在同一物體上的轉(zhuǎn)移
答案BD
解析摩擦起電是電子在物體之間的轉(zhuǎn)移,而感應(yīng)起電則是物體內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移.
3.如圖6所示,將帶正電的球C移近不帶電的
枕形金屬導(dǎo)體時(shí),枕形導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是()
圖6
A.枕形導(dǎo)體中的正電荷向B端移動(dòng),負(fù)電荷不移動(dòng)
B.枕形導(dǎo)體中電子向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)
C.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)
D.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)
答案B
解析導(dǎo)體中自由電子可以自由移動(dòng),正電荷是原子核,不能移動(dòng).
4.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的()
A.2.4×10-19CB.-6.4×10-19C
C.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C
答案A
解析帶電體所帶電荷量只能是元電荷1.6×10-19C的整數(shù)倍.
1.(單選)下列關(guān)于電現(xiàn)象的敘述中錯(cuò)誤的是()
A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,橡膠棒無論與什么物體摩擦都帶負(fù)電
B.摩擦可以起電是普遍存在的現(xiàn)象,相互摩擦的兩個(gè)物體總是同時(shí)帶等量的異種電荷
C.帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,物體得到電子一定顯負(fù)電性,失去電子顯正電性
D.當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時(shí),必然有等量的異種電荷出現(xiàn);當(dāng)一種電荷消失時(shí),必然有等量的異種電荷消失
答案A
2.(雙選)以下說法正確的是()
A.摩擦起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象
B.摩擦起電是通過摩擦產(chǎn)生的正電荷和電子
C.感應(yīng)起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象
D.金屬導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)有可以移動(dòng)的正電荷
答案AC
解析摩擦起電是電子在物體之間的轉(zhuǎn)移,感應(yīng)起電則是物體內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移,所以A、C正確,B錯(cuò)誤.金屬導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)有可以移動(dòng)的自由電子,而不是正電荷,D項(xiàng)錯(cuò).
3.(單選)將兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一小段距離,發(fā)現(xiàn)兩小球之間相互排斥,則A、B兩球原來帶電情況不可能是()
A.A和B原來帶有等量異種電荷
B.A和B原來帶有同種電荷
C.A和B原來帶有不等量異種電荷
D.A和B原來只有一個(gè)帶電
答案A
解析當(dāng)A和B帶有等量異種電荷時(shí),接觸一下后電荷被中和,A項(xiàng)錯(cuò)誤.
4.(雙選)將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,如圖7所示,下列幾種方法能使兩球都帶電的是()
圖7
A.先把兩球分開,再移走棒
B.先移走棒,再把兩球分開
C.先將棒接觸一下其中一球,再把兩球分開
D.棒帶的電荷量如果不變,不能使兩導(dǎo)體球帶電
答案AC
解析A項(xiàng)正確,這是感應(yīng)起電的正確操作步驟,B項(xiàng)錯(cuò);C項(xiàng)正確,描述的是接觸起電的操作步驟;D項(xiàng)錯(cuò)誤,在感應(yīng)起電中可以做到“棒帶的電荷量不變,兩導(dǎo)體球都帶電”.
5.(雙選)如圖8所示,有一帶正電的驗(yàn)電器,當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí),驗(yàn)電器的金箔張角減小,則()
圖8
A.金屬球A可能不帶電B.金屬球A可能帶負(fù)電
C.金屬球A可能帶正電D.金屬球A一定帶正電
答案AB
解析由題意可知驗(yàn)電器是帶電的(因箔片有張角),當(dāng)不帶電的金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B時(shí),由于感應(yīng)起電,金屬球A會(huì)帶上異種電荷,因異種電荷相吸,所以驗(yàn)電器上帶的電荷會(huì)更多的聚集到小球B上,箔片上聚集的電荷會(huì)減少,故張角減小,A項(xiàng)正確;當(dāng)金屬球A帶負(fù)電時(shí),同樣因異種電荷相吸,使得箔片上聚集的電荷減少,張角減小,B項(xiàng)正確.
6.(單選)絕緣細(xì)線上端固定,下端掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜.在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時(shí),a、b都不帶電,如圖9所示,現(xiàn)使b帶正電,則()
圖9
A.b將吸引a,吸住后不放開
B.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開
C.a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用
D.b立即把a(bǔ)排斥開
答案B
7.(單選)M和N是原來都不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10C,下列判斷中正確的是()
A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷
B.摩擦的過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了M
C.N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×10-10C
D.M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個(gè)電子
答案C
解析由電荷守恒可知C項(xiàng)正確.
8.(單選)某人做靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn),有下列步驟及結(jié)論:①把不帶電的絕緣導(dǎo)體球甲移近帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體球乙,但甲、乙兩球不接觸.②用手指摸甲球.③手指移開.④移開乙球.⑤甲球帶正電.⑥甲球不帶電.下列操作過程和所得結(jié)論正確的有()
A.①→②→③→④→⑥?
B.①→②→④→③→⑥?
C.①→②→③→④→⑤?
D.①→②→④→③→⑤
答案C
解析①→②→③→④→⑤是做靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的正確步驟.
9.兩個(gè)完全相同的金屬球,一個(gè)帶+6×10-8C的電荷量,另一個(gè)帶-2×10-8C的電荷量.把兩球接觸后再分開,兩球分別帶電多少?
答案兩球都帶正電且均為2×10-8C
解析兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后再分開,要平均分配電荷量,故兩球均帶q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2C=2×10-8C,帶正電.
10.如圖10所示,通過調(diào)節(jié)控制電子槍產(chǎn)生的電子束,使其每秒鐘有104個(gè)電子到達(dá)收集電子的金屬瓶,經(jīng)過一段時(shí)間,金屬瓶上帶有-8×10-12C的電荷量,求:
圖10
(1)電子瓶上收集到多少個(gè)電子;
(2)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間為多長(zhǎng).
答案(1)5×107個(gè)(2)5×103s
解析(1)因?yàn)槊總€(gè)電子的帶電荷量為-1.6×10-19C,金屬瓶上帶有-8×10-12C的電荷量,所以電子瓶上收集到的電子個(gè)數(shù)為n=(-8×10-12C)/(-1.6×10-19C)=5×107個(gè)
(2)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間為t=(5×107)/104s=5×103s
《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?以下是小編收集整理的“《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案”,希望能為您提供更多的參考。
《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案
教學(xué)內(nèi)容人教版物理選修3-1《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因,理解什么是靜電平衡狀態(tài)。
2.知道靜電平衡時(shí),凈電荷只分布在導(dǎo)體表面且導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的特點(diǎn)。
3.靜電屏蔽及其應(yīng)用
4.通過對(duì)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的推導(dǎo)過程培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的能力。
二、過程與方法
借助實(shí)物與演示實(shí)驗(yàn),分析靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布和內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn),從而得到靜電保護(hù)的方法。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
觀察生活中的現(xiàn)象,體會(huì)生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象,培養(yǎng)探索樂趣。
教學(xué)重點(diǎn)
1.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)。
2.靜電屏蔽及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
應(yīng)用靜電平衡的知識(shí),理解靜電平衡的特征,認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)。
教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)法
教學(xué)過程
(一)實(shí)驗(yàn)引入:借用原人教版高中物理第一冊(cè)課本緒言中“籠外電閃雷鳴,籠內(nèi)小鳥安然無恙”實(shí)驗(yàn)情境引入,設(shè)疑激趣。
(二)講解新課:
(設(shè)問)1.電場(chǎng)的基本性質(zhì):電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有什么的作用?
2.金屬導(dǎo)體的重要特征(導(dǎo)電的原因)是什么?
(答)1.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用。
2.(課件展示說明)金屬導(dǎo)體內(nèi)部有大量的自由移動(dòng)的電荷(電子)。
(設(shè)問)3.如果我們給上邊的金屬導(dǎo)體加上一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),導(dǎo)體會(huì)有什么變化呢?
(用多媒體課件展示情境,即課本23頁圖1.7—1)
思考討論:
1.導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電場(chǎng)嗎?
2.產(chǎn)生電場(chǎng)的方向怎樣?
3.現(xiàn)在空間中有幾個(gè)電場(chǎng)存在?
4.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加,使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)怎樣變化?
5.內(nèi)部的電場(chǎng)被減弱了,但自由電子是不是仍然要受到電場(chǎng)力的作用,繼續(xù)定向移動(dòng)?
6.繼續(xù)定向移動(dòng)的結(jié)果是什么?
7.最終達(dá)到一種特殊的狀態(tài),內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零,定向移動(dòng)停止。
得出結(jié)論:處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。
8.把上邊的實(shí)心導(dǎo)體挖空,變成一個(gè)導(dǎo)體殼,對(duì)靜電平衡狀態(tài)有影響嗎?
9.如果把一個(gè)小的導(dǎo)體放入導(dǎo)體殼中,小導(dǎo)體還會(huì)發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象嗎?
設(shè)計(jì)意圖:通過問題串組織教學(xué),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)逐步深化。
前后呼應(yīng):現(xiàn)在你該明白“籠外電閃雷鳴,籠內(nèi)小鳥安然無恙”了吧?
(教師講解)靜電現(xiàn)象在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用:
1.有的電學(xué)儀器和電子設(shè)備的外面套有金屬罩
2.中國(guó)科技館高壓放電區(qū)的保護(hù)
3.靜電屏蔽衣
4.收音機(jī)、汽車的天線
(三)歸納小結(jié):
1.靜電感應(yīng):
感應(yīng)電荷:
2.靜電平衡狀態(tài):
處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特征:
3.靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用
(四)作業(yè)與拓展:
1.《同步解析與測(cè)評(píng)》相關(guān)題目。
2.中國(guó)科技館高壓放電區(qū)的保護(hù)與其它的保護(hù)有什么區(qū)別?
3.自擬題目撰寫一篇以靜電知識(shí)為題材的科技小論文。
教學(xué)反思:本節(jié)是聯(lián)系生活非常緊密的一節(jié)內(nèi)容,內(nèi)容雖然較為抽象,但卻更好的結(jié)合新課程理念。因此本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上重視實(shí)驗(yàn)情境和問題情境的創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生積極觀察、發(fā)現(xiàn)問題,通過思考討論解決問題。在實(shí)驗(yàn)和思考得出結(jié)論的過程中感受物理的樂趣。