“静电现象的应用”的教学设计

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1、“静电现象的应用”的教学设计姜胜民【专题名称】中学物理教与学【专题号】G36【复印期号】2009年11期【原文出处】《中学物理》(哈尔滨)2009年11期第7～10页【作者简介】姜胜民，哈尔滨市第九中学(150040)。    对选修3-1教材变动的理解：在前一轮的人教版课改教材中，对静电知识的讲解分为两节：第四节：静电屏蔽与第十一节：静电的利用和防止。而新教材变为一节（第七节），且内容上仅涉及静电平衡状态、静电屏蔽、尖端放电（旧教材中为课后阅读材料），删除了静电除尘、静电的防止，静电复印放在第二节科学漫步中。增添了一组实验、处于静电平衡状态导体的特点，科学漫步

2、中增添了雷火炼殿，课后增加了习题。就内容而言，新教材更加精练和新颖。突出了理论知识在实践中的应用这一主线，使学生感受到物理知识对科技进步、社会发展的影响。删除的内容则为学生的选择性学习、个性的学习留有余地，反映出了新教材更注重基础、不求全、循序渐进的特点。就知识的得出过程来看，新教材通过推理、实验研究得到物理规律，在推理的过程中应用到了极端法，反证法、等效等科学方法。新教材更注重过程研究和科学方法的教育。课后习题（比如燃气灶的点火一题）联系生活，体现出了时代性，会引起学生对知识应用社会的关注。    教学设计说明：为了更好地发挥出本节知识和知识以外的价值，落实好

3、三维目标，本节课采取教师引导，学生理论推理、实验探究、实验证明的方式进行。处于静电平衡状态的导体的特点是本节的重点，难点是对静电屏蔽、尖端放电的理解和应用。本节课是对前六节知识（主要是静电力、电场的叠加、电场线和等势面、静电力做功）的一次综合，学生在推理的过程中对旧知识会有一个复习和应用的过趣、加深对知识的理解，加入教师自行设计的六个实验（人体带电与放电、电荷分布特点、静电屏蔽的另一种形式、尖端放电、避雷针避雷、静电除尘）。为了使知识条理更清晰，将“导体上电荷的分布”这一标题的内容变为静电平衡的一个特点，降低难度。静电除尘虽然教材没有涉及，但考虑到清洁环境、减少

4、污染这一热点话题，做简单的介绍。对于新教材科学漫步中增添的内容和旧教材中删除的内容，则留为课下内容学生自行学习。本节力求课堂紧凑，内容环环相扣，充分调动学生的积极性，促进自主学习、积极参与。在探究的过程中让学生掌握知识，体会到成功，会增强学生下一步学习的信心和热情。本节课的目的是：除了使学生掌握静电的知识外，还掌握科学推理的一些方法，增强静电实验的技能。    三维目标：    知识与技能：1.正确理解静电平衡的概念。2.理解处于静电平衡的导体的特点。3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。4.正确操作静电实验。    过程与方法：将旧知识利用反证法、极端法、等效法等科

5、学方法推理出新知识，利用实验探究电荷的分布特点、静电屏蔽和尖端放电现象。    情感、态度与价值观：体会科学的价值和应用，形成科技改变社会服务人类的认识。    教学流程图：        教学过程    一、引入新课    实验1　人体带电与放电　学生用手接触范德格拉夫起电机的金属球（图1），接上电源起电机开始工作，随着金属球上电荷的增多，学生的头发开始竖起、发散。其他的同学为这一壮观的现象所惊叹！实验成功，请另一位学生上来握手表示祝贺。两个同学在握手时发生了放电现象，感到疼痛。其他学生听到了响声。平时也会经常出现这种情况，可见，静电现象就在我们的身边。   

6、     图1    二、进行新课    首先得出静电平衡状态的概念。给出如图2情境：将导体放在电场中，会出现静电感应现象吗？感应电荷会一直增加吗？最终稳定时会是什么情况？    学生分析：自由电子受静电力作用会定向移动，形成感应电荷，出现反向的电场E′（图3），当时，导体内部E=0，自由电子不再移动。学生绘制出的最终情况如图4所示。        图2        图3        图4    教师给出静电平衡状态的定义：导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态。对此概念进行外延：一个孤立的带电体是静电平衡状态吗？    学生分析：同种电荷互相排斥，分布在

7、最外表面不再移动，是静电平衡状态。    接下来推理处于静电状态导体的特点。在图4中学生已经分析出特点1：处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。    教师询问：在内部移动电荷，静电力做功吗？任意两点间的电势差是多少？电场线和等势面有什么关系？    学生研究教师的问题，根据前几节的知识得出特点2：处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是个等势面；特点3：处于静电平衡状态的导体，其外表面任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。以上3点可让学生再用反证法进行证明。    实验2　研究电荷分布的特点　如图5，用感应起电机给法拉第圆筒带电。学生提出实验方案，

8、并亲自操作。学生进行了两