第一节、静电现象及其微观解释 教学目标 （一）知识与技能 1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念． 2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开． 3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开． 4．知道电荷守恒定律和元电荷． 5．了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 （二）过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。 （三）情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质 重点：电荷守恒定律 难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。 教学过程： （一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。 【板书】第一章静电场 复习初中知识： 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电． 【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．（动画演示） 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（二）进行新课：第1节、静电现象及其微观解释 【板书】 1、静电的产生
静电现象的应用 知识点一：静电平衡的特点 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)静电平衡状态导体的特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零． （即：外电场E 与导体两端的感应电荷产生的附加电场E ′的合场强为零，E ′＝－E .） ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面垂直． ③静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是等势面 ④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体外表面上． 题型一：对静电平衡的理解 练习1．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是(D ) A ．导体内部既无正电荷，又无负电荷 B ．导体内部和外表面处的电场均为零 C ．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零 D ．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果 题型二： 感应电荷产生的场强的计算 求解此类问题时应当明确以下两点： (1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，其实质是合场强为零． (2)比较感应电荷产生的附加电场的大小、方向时，应以产生外加电场的电荷为研究对象． 练习2:长为l 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图1－7－ 3所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场 强度大小等于________，方向 ________. 【答案】 kq R ＋ L 2 2 向 左 练习3:.图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r 。静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为( D ) A ．k －k B ．k ＋ C ．0 D ．k 题型三：感应电场电场线的确定 练习4．如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q 的点电荷放在盒左边附 近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子 内部产生的电场分布情况正确的是( ) 【答案】 C 题型四：静电平衡的导体的电势分布
一次备课时间：20180302 一次主备教师：韩水金 使用时间：二次备课时间：二次备课教师： 1、生活中的静电现象 一、教学目标 科学概念： 1、生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电。 2、带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。 3、电荷在电路中持续流动起来可以产生电流。 过程与方法： 根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释。 情感态度价值观：发展探究身边科学现象的兴趣。 二、教学重点：解释静电现象 教学难点：认识正负电荷 三、教学准备 一把塑料梳子、碎纸屑、几个气球、绑气球的细线、挂气球的支架、静电现象的相关图片或PPT。 四、教学过程 一、体验静电现象 1、引入 生活中有很多有趣的现象，看老师的表演，问：靠近纸屑，可能会出现什么？教师演示：用梳子梳干燥的头发，头发可能会怎样？----头发飘起来了。 头发为什么能飘起来呢？----出示课题：生活中的静电现象
2、体验静电现象 小组实验：拿出一根经过摩擦过的塑料棒，靠近碎纸屑。 发现了什么？----摩擦过的塑料棒能吸起碎纸屑 为什么会出现这样的现象？----塑料棒经过摩擦，产生了静电，就把纸屑吸起来了。 3、生活中的静电现象 生活中的静电现象随处可见，你知道的有哪些？ 二、认识电荷 1、不一样的电荷 1）静电既然存在于所有的物质之中，为什么我们通常感觉不到物体带电呢？认识正电荷和负电荷 2）进一步研究静电现象----小组研讨 解释前面的静电现象：如：塑料梳子梳理干燥的头发，梳子带负电荷，头发带正电荷，互相靠近时产生互相吸引的现象，所以头发就飘起来了。 3）用一块羊毛皮反复摩擦充气乞求的一个侧面，将气球的一个侧面靠近头发，发现了什么？（2人一个小组，一人操作，一人观察，后互换） 小结：两个摩擦后的物体，有时相互吸引，有时互相排斥，跟我们前面所学的磁铁的现象类似，同一种电荷（都是正电荷或都是负电荷）互相排斥，不同种电荷（一正电荷和一负电荷）互相吸引。 2、让电荷流动起来 摩擦能使电荷从一个物体转移到另一个物体，从而使物体带上正静电。带静电的物体中的电荷却不能持续流动。要形成电流就必须使电荷流动起来，需要具备
高中物理-静电现象及其微观解释教案 【教学目的】 （1）掌握两种电荷，了解摩擦起电和感应起电，定性了解自然界仅有的两种电荷间的作用特点 （2）了解静电现象及其在生产和生活中的运用 （3）了解电荷守恒规律。能用原子结构和电荷守恒规律解释静电现象 【教学重点】 感应起电的方法和原理/电荷守恒定律 【教学难点】 感应起电的原理——运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因【教学媒体】 1. 实验器材：有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、验电器、AB筒，摩擦起电机 2. 课件：视频——静电使长发飘起来；文档——人身静电高达七八千伏【来源：《新民晚报》】 【教学安排】 【新课导入】 演示摩擦起电机的人造闪电（激发学生的兴趣），让学生分析原因。这是一种静电现象，我们不少同学觉得电既神秘又危险，对电存在很多错误的认识，甚至觉得带电就不能碰。其实不然，播放视频——静电使长发飘起来。反之在某节目中主持人说电流电死人大约要1A左右，其实只要几个mA就能电死人了。所以作为现代生活在电器时代的我们更要好好学习电学。因为这不仅是常识，还是生存的能力。 人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的，到十九世纪才建立了完整的电磁理论。 电磁学及其应用对人类的影响十分巨大，在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用，是历史上的一次技术革命，是人类改造世界能力的飞跃，打开了电气
化时代的大门。 工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识，现在再进一步较深入地学习。 【新课内容】 (二) 研究两种电荷及摩擦起电的成因（主要是回顾初中的知识） 1. 实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。 提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？ 答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。 若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？ 答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。 教师用实验验证学生的判断。 提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？ 答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。 师：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，这种摩擦起电是怎么形成的呢？ 答：物体是由带正电的原子核和核外电子构成的。摩擦使物体中的正负电荷分开。（不带电物体，正负电荷等量）失去一些电子的物体带正电。得到一些电子的物体带负电。 师：对，我们可以看到这又是一个守恒的过程。即：电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。反之，如果正电荷和负电荷相接触呢？
第七节静电现象的应用 【知识要点】 要点一处理静电平衡的“观点” 1．远近观 “远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观 “整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况． 要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？ 1．两种情况 (1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示． (2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示． 图1－7－2 2．实现过程 (1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽． (2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用． 3．本质：静电感应与静电平衡. 【例题分析】 一、静电平衡下的导体 【例1】如图所示， 图1－7－一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空 间P点产生的电场强度的大小为E A.在A球球心与P点连线上 有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为E B.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()
A．E B B．E A＋E B C．|E A－E B| D．以上说法都不对 答案 D 解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为E A，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强E A′不等于E A.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为E B，当点电荷与导体球A 同时存在时，P点的场强应由E A′与E B叠加而成，而不是由E A与E B叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的． 二、静电平衡 【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属 图1－7－4 空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C 靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有() A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 答案 B 解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变． 【对点练习】 1.下列措施中，属于防止静电危害的是()
生活中的静电现象 教学目标： 科学概念： 1、生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电。 2、带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。 3、电荷在电路中持续流动起来可以产生电流。 过程与方法： 根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释。 情感态度价值观： 发展探究身边科学现象的兴趣。 教学重点：解释静电现象 教学难点：认识正负电荷 教学准备： 一把塑料梳子、碎纸屑、几个气球、绑气球的细线、挂气球的支架、静电现象的相关图片或幻灯片。 教学过程： 一、体验静电现象 1、引入 生活中有很多有趣的现象，看老师的表演，问：靠近纸屑，可能会出现什么？ 教师演示：用梳子梳干燥的头发，头发可能会怎样？----头发飘起来了。 头发为什么能飘起来呢？----出示课题：生活中的静电现象 2、体验静电现象 小组实验：拿出一根经过摩擦过的塑料棒，靠近碎纸屑。 发现了什么？----摩擦过的塑料棒能吸起碎纸屑 为什么会出现这样的现象？----塑料棒经过摩擦，产生了静电，就把纸屑吸起来了。 3、生活中的静电现象 生活中的静电现象随处可见，你知道的有哪些？
二、认识电荷 1、不一样的电荷 1）静电既然存在于所有的物质之中，为什么我们通常感觉不到物体带电呢？认识正电荷和负电荷 2）进一步研究静电现象----小组研讨 解释前面的静电现象：如：塑料梳子梳理干燥的头发，梳子带负电荷，头发带正电荷，互相靠近时产生互相吸引的现象，所以头发就飘起来了。 3）用一块羊毛皮反复摩擦充气乞求的一个侧面，将气球的一个侧面靠近头发，发现了什么？（2人一个小组，一人操作，一人观察，后互换）小结：两个摩擦后的物体，有时相互吸引，有时互相排斥，跟我们前面所学的磁铁的现象类似，同一种电荷（都是正电荷或都是负电荷）互相排斥，不同种电荷（一正电荷和一负电荷）互相吸引。 2、让电荷流动起来 摩擦能使电荷从一个物体转移到另一个物体，从而使物体带上正静电。带静电的物体中的电荷却不能持续流动。要形成电流就必须使电荷流动起来，需要具备动力，需要形成电路。 板书设计： 生活中的静电现象 静电现象：正电荷、负电荷 电荷能流动起来
课题7 静电现象的应用 学习目标： 1．知道静电感应现象以及、静电平衡状态以及静电平衡的条件。 2．知道处于静电平衡的导体的特点。 3．知道尖端放电现象以及静电屏蔽现象及其应用。 活动方案： 活动一：回顾前面学过的静电感应现象，研究静电平衡状态下导体的电场。阅读课本相关内容，回答以下问题： 1．静电感应现象： 2．导体置于电场中时，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，自由电荷会一直运动吗？ 3．静电平衡状态：导体中（包括表面）不再发生定向移动的状态叫做。4．处于静电平衡状态下导体的特点： ⑴处于静电平衡状态的导体，其内部场强； ⑵处于静电平衡状态的整个导体是个，它的表面是个。 ⑶电场线导体表面（因为电场线垂直于等势面）。 5．完成课本28页的第1题。 活动二：通过实验演示，归纳导体内部与外表面上电荷的分布规律： 静电平衡时，导体上电荷分布的特点： ⑴导体内部电荷，电荷只分布在导体的。 ⑵在导体的表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的），凹陷 的位置几乎电荷。 活动三：利用生活中的事例，了解尖端放电和静电屏蔽的用途与危害： 阅读课本“尖端放电”“静电屏蔽”部分，完成下列内容。 1．空气的电离：空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷的现象。 2．尖端放电：那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷，这相对于导体从尖端电荷，这个现象叫做尖端放电。 3．静电屏蔽：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为，外电场对壳内的仪器也不会产生，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。 4．超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服，为什么要用包含金属丝的织物制成？ 课堂反馈： 1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( ) A．都被原子束缚B．都集中在导体两端 C．都停止运动D．都停止定向移动 2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( ) A．一定增强B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱D．不变
生活中的静电现象 一、教材分析： 《生活中的静电现象》是教科版新版教材四年级下册第一单元《电》的第一课。本课是《电》单元的起始课，主要是让学生从生活中常见的静电现象，来认识电荷是存在于我们身边的一切物质中的，多余的电荷如果在一个物体上静止不动的话，就会产生静电现象，如果电荷沿着导线定向移动，就会产生电流。从而使学生对电的本质有一个初步的认识，为学生后面学习电的其他知识打基础。 本课一共由三部分组成： 第一部分：体验静电现象 静电现象对于四年级的学生来说并不陌生，教材首先引导学生通过观察用梳过干燥头发的塑料梳子去接近碎纸屑和观察用梳过干燥头发的梳子再去接近头发，这些生活中常见的静电现象，能让学生感受到静电的存在。接下来交流学生知道的静电现象。使学生们感受到静电存在我们周围的一切物质中，包括人体自身在内的生物体和非生物体。 第二部分：认识电荷及电荷之间的相互作用 由于学生尚不具备原子结构的知识，教材中以资料的形式呈现，对静电的知识做了简单的介绍。教材到这里其实是完成了从学生对静电现象的原始认识到对静电现象进行科学解释的过程。 教材接下来通过两个实验现象的观察，并根据观察到的现象进行的推理活动，帮助学生认识电荷之间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 活动一：用充气的气球和头发摩擦后分开，再用经过摩擦的气球的一侧去靠近头发，观察有什么现象发生。 活动二：将两个充气气球分别系在约1米长的线绳上，并让它们紧挨着挂起来。用头发分别摩擦两个气球相互接触的部位，观察有什么现象发生？
第三部分：初步认识电流 这部分内容帮助学生发展对电荷的认识，也是后面学习电流的基础。教材首先让学生认识到如果让电荷持续地流动起来就会产生电流，“电荷的流动就像缆绳上的缆车，导线上所有的电荷都同时流动”，而要使电荷持续地流动必须有供电荷流动的通道——电路，和为电荷持续流动提供动力的电源。 二、学情分析： 用塑料梳子梳干燥的头发，头发会随着梳子动；在干燥的季节脱毛衣，会听到啪啪声；在干燥的季节用手去触摸门把手会有触电的感觉；阴云密布的天空，常常有雷电产生……这些生活中的静电现 象，每一个四年级的学生都会经历过。他们知道其中的一些现象是静电现象，但绝大多数学生没有对静电现象进行过深入的探究。本课将为学生探究生活中的静电现象提供一些简单而有效的活动。 在一课时内要让学生对静电现象进行全面的认识是不可能的，所以学生对静电现象的认识只能是初步而又概括的。这些认识将帮助学生初步认识电的本质，是学生学习其他电的知识的基础。 三、教学目标： 科学概念：生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电。带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。电荷在电路中能够流动起来并产生电流。 过程与方法：在探究活动中，能根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释。 情感、态度、价值观：发展学生探究身边科学现象的兴趣。 四、教学准备 为每组同学准备：一把塑料梳子、碎纸屑、几个气球、绑气球的细线、挂气球的支架；教师准备：静电现象的相关图片或幻灯片。
以实验演示为主线，以问题教学引导学生探究 ──《静电现象的应用》教学设计 浙江湖州练市中学高银忠 ◆设计思想 静电感应是电学内容的一个难点，在静电感应过程中，电荷如何移动，达到静电平衡状态时，正、负电荷如何分布，这些都是学生难以掌握的。对于静电场中的导体达到静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，带电导体上的净电荷只分布在导体的外表面上，学生往往把它们当作结论硬性记下来，如何用它来分析问题、解决问题则不知所措。通过采取常规演示实验和计算机模拟教学相结合，教师指导教学与学生训练、练习等多种教学方式共存的有效办法，可以实现课堂教学创新，提高课堂教学效率和教学效果。 ◆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《静电场》第7节的内容，根据《学科教学指导意见》和《课程标准》的要求，将此节的授课课时安排为一个课时。 本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的特征是本节的重点，应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象是本节的难点。做好演示实验是这堂课的关键。 金属导体放在电场中，达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程的分析却十分重要。一定要带领学生共同参与讨论这一过程，使他们明白自由电荷不再定向移动的条件。这样做不仅突出重点，也为突破难点打下基础。 带电导体的电荷分布的两个特点对于学生来说是十分深奥的问题，必须通过实验才能加深认识。静电屏蔽现象以及静电屏蔽的应用都必须做好演示实验。 ◆学情分析 本节教学中，学生在静电场中的导体达到静电平衡状态、静电屏蔽的概念、电荷在导体表面的分布等现象的学习中，往往把它们当作结论硬性记下来，而不会用来分析问题、解决问题，这种死记硬背的方式不可取。其实通过前面内容的学习，学生已具备从理论角度分析本节课中出现的现象的能力，只要教师做好演示实验，并对学生阶梯式的引导，然后结合相应的现象分析，学生肯定能接受。 ◆三维教学目标设计 1．知识与技能教学目标 （1）知道导体的特征。 （2）理解导体的静电感应过程。
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第七节静电现象的应用 【知识要点】 要点一处理静电平衡的“观点” 1．远近观 “远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．2．整体观 “整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．要点二静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么？ 1．两种情况 (1)导体内空腔不受外界影响，如图1－7－2甲所示． (2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示． 图1－7－2 2．实现过程 (1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽． (2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用． 3．本质：静电感应与静电平衡. 【例题分析】 一、静电平衡下的导体 【例1】如图所示， 图1－7－一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA.在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有
它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为EB.当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为( ) A．EB B．EA＋EB C．|EA－EB| D．以上说法都不对 答案 D 解析当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面．根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为EA，当把点电荷放在B点后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到达到静电平衡．这时，导体球上的电荷在P点产生的场强EA′不等于EA.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为EB，当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由EA′与EB叠加而成，而不是由EA 与EB叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的． 二、静电平衡 【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属 图1－7－4 空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图1－7－4所示，说法正确的有( ) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 答案 B 解析带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变．
1.7静电现象的应用 【重点难点】 1．静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布等是重点。 2．运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因是难点。 教学过程 静电感应——静电平衡——静电平衡的特点——导体上电荷分布特点——尖端电荷汇聚——尖端放电——避雷针——静电屏蔽——静电屏蔽的应用 一、静电感应 1、演示实验静电感应现象 静电感应现象：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷，这种现象叫静电感应现象．当外电场撤掉，导体两端电荷又中和，可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零． 将不带电的导体置于电场中时，导体那自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布．重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，该电场与外电场叠加，使导体内部的电场减弱，只要内部场强不为零，导体两面的正负电荷便继续增加，导体的内部电场就会继续削弱，直至导体内部的合场强都等于零的时候为止，这时导体内自由电子不再发生定向移动． 导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态． 总结：①静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态． ②特征：导体内部处处场强为零．在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的特点． 2、强调：处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零．而且处于静电平衡状态的导
体，电荷只能分布在导体外表面上．这是为什么呢？为了验证这一点，可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动． 二、静电现象的应用 1、尖端放电 原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。 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 2）、闪电防护 雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则． 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害． 三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶． 四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击． 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会． 【知识总结】 一、静电平衡状态下导体的电场 1．静电平衡状态 处于电场中的导体内外电场相互叠加，使导体内部电场减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生定向移动的状态． 2．处于静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态下的导体，内部场强处处为零．
（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷） ②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动。 2. 静电平衡 （1）静电平衡 发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，在导体内部，感应电荷产生一个附 加电场E 附，这个E 附 与原电场方向相反，当E 附 增大到与原电场等大时，导体内合场强为 零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
注意：没有定向移动不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。 （2）处于静电平衡状态下的导体的特点 ①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生的电场这两种电场叠加的结果。 ②整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。 （因为假如导体中某两点电势不相等，则这两点有电势差，那么电荷就会定向运动） ③表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导体上的电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了） ④净电荷分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷，内部没有净电荷。曲率半径小的地方，面电荷密度大，电场强，这是避雷针的原理。 3. 尖端放电 （1）空气的电离：导体尖端电荷密度大，电场很强，带电粒子在强电场作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷分离的现象。 （2）尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 4. 静电屏蔽 （1）定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为零，外电场对壳内的仪器也不会产生影响的现象。 （2）静电屏蔽的两种情况及本质 ①导体内部不受外部电场的影响。 ②接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。 本质：两种情况中，屏蔽的本质是静电感应，使得某一部分空间场强为零，不受电场影响。
《静电现象的应用》教学设计 教学内容人教版物理选修3-1《静电现象的应用》 教学目标 一、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．知道静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且导体内部场强处处为零的特点。 3．静电屏蔽及其应用 4.通过对静电平衡状态下导体内部场强处处为零的推导过程培养学生逻辑推理的能力。 二、过程与方法 借助实物与演示实验，分析静电平衡时导体上的电荷分布和内部场强的特点，从而得到静电保护的方法。 三、情感、态度与价值观 观察生活中的现象，体会生活、生产中的静电现象，培养探索乐趣。 教学重点 1．静电平衡状态下导体的特点。 2．静电屏蔽及其应用。 教学难点 应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点。 教学方法实验情境教学法 教学过程
（一）实验引入：借用原人教版高中物理第一册课本绪言中“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”实验情境引入，设疑激趣。（二）讲解新课： （设问）1.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有什么的作用？ 2.金属导体的重要特征（导电的原因）是什么？ （答） 1.电场对放入其中的电荷有力的作用。 2.（课件展示说明）金属导体内部有大量的自由移动的电荷（电子）。 （设问）3.如果我们给上边的金属导体加上一个匀强电场，导体会有什么变化呢？ （用多媒体课件展示情境，即课本23页图1.7—1） 思考讨论： 1．导体两端的感应电荷会在空间产生电场吗？ 2．产生电场的方向怎样？ 3．现在空间中有几个电场存在？ 4．感应电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场怎样变化？ 5．内部的电场被减弱了，但自由电子是不是仍然要受到电场力的作用，继续定向移动？
静电现象的应用 1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道静电平衡的导体的特征。 2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布。 3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。 1.静电平衡的定义 当导体内部各点的①合电场强度等于0时,导体内部的②自由电子不再发生③定向移动。这时我们就说导体达到了静电平衡。 2.处于静电平衡的导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为④零。 (2)处于静电平衡状态的导体,其外表面附近任何一点的电场强度方向必定与这点表面⑤垂直。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个⑥等势体,它的表面是个⑦等势面。 3.静电平衡时导体上的电荷分布特点 (1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的⑧表面。 (2)在导体的外表面,越⑨尖锐的位置电荷的密度越大, ⑩凹陷的位置几乎没有电荷。 4.尖端放电 导体的尖端附近的电场很 强 ,会使周围空气电离,电离产生的与导体尖端的电荷符号 相反的粒子与尖端上的电荷 中和 ,相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。 5.静电屏蔽 由于导体壳内部的电场强度保持为 零,壳外电场不会对壳内仪器产生 影响 , 金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 主题1:探究静电平衡 阅读教材中“静电平衡状态下导体的电场”部分的内容,参看下图回答下列问题。 （1）金属导体的微观结构如何？ （2）如图甲所示,金属导体在电场E0中自由电子怎样移动？ (3)如图丙所示,导体内自由电子是否会一直定向移动? (4)如图乙所示,当导体ABCD的两面分别聚集正负电荷时,会出现什么结果? 主题2:导体上电荷的分布 观察实验现象：实验1， 实验2， 阅读教材中“导体上电荷的分布”的相关内容,试回答处于静电平衡的导体上电荷的分布情况有什么特点。 实验结论：1， 2，
标准文案 《静电现象》教学设计 吴江区芦墟初级中学孙玉华 一、教学目标 [一]知识与技能 1、观察摩擦起电现象，了解带电体的性质。 2、知道自然界只有两种电荷，探究并了解同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引。 3、能对自然界中有关静电现象进行合理的解释。 [二]过程与方法 注重渗透物理科学方法，让学生在探索学习知识的过程中领会物理学研究的方法。 [三]情感、态度与价值观 1、在探究生活中自然现象的过程发展探索科学奥秘的兴趣。 2、进一步培养实事求是，认真细致的科学态度。 二、教学重点 1、认识自然界只有两种电荷及其作用规律。 2、注重渗透物理科学方法，让学生在探索学习知识的过程中领会物理学研究的方法。 三、教学难点 认识自然界只有两种电荷 四、教学过程
大全． 标准文案 [一]引入新课： 你看到过生活中的这些现象吗？（PPT展示） 观察发生的演示：用干燥的手在一束塑料细丝带上从上向下捋几下，现象。 通过图片与实验激发学生的好奇心，求知欲。二[]讲授新课：对比实验①用塑料尺吸纸屑；②塑料尺与头发摩擦后吸纸屑。活动1 观察发生的现象有什么区别？引出摩擦起电的知识。学生：通过摩擦后的塑料尺能够吸引纸屑。---一、摩擦起电1、摩擦起电：用摩擦的方式使物体带电。思考：带电体有什么性质？学生：带电体能够吸引轻小物体。2、带电体的性质：带电体能够吸引轻小物体。大全．标准文案
二、证明两种电荷 活动2：对比实验①用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒分别去吸纸屑。 ②带电的玻璃棒和橡胶棒相互靠近。[对第②个实验装置进行改进：由于悬挂的玻璃棒和橡胶棒很难在水平位置保持静止。通过实践发现，把玻璃棒或者橡胶棒放在矿泉水瓶子的瓶盖上，很容易平衡，而且接触面相当光滑，摩擦力很小。当受到外界的吸引力或者排斥力时，实验现象也相当明显。] 现象：两次实验中都表现为吸引。 提问：两个带电体靠近时竟然能相互吸引，那么是不是带电体靠近时都表现为相互吸引呢？如何去验证呢？请学生设计实验方案并进行验证。 验证方法：将两根丝绸摩擦过后的玻璃棒靠近或毛皮摩擦过后的橡胶棒靠近，观察现象。 活动3：电荷间的相互作用。
静电现象 撰稿：史会娜审稿：雒文丽 【学习目标】 1、知道分子不是组成物质的最小单元，分子是由原子构成的； 2、知道摩擦起电实验，认识到原子也不是组成物质的最小单元，原子也是由更小的微粒构成的； 3、知道自然界只有两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； 4、能利用原子构成的知识对摩擦起电现象做初步解释。 【要点梳理】 要点一、摩擦起电 1、电荷：经过摩擦的物体能够吸引轻小物体，我们说它带了“电”，或者说带了电荷。 2、摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。 要点诠释： 带电体能够吸引轻小物体，这个吸引是相互的，轻小物体也会吸引带电体。轻小物体是指质量和体积都很小的物体如：通草球，轻质小球、碎纸屑、泡沫、毛发、细小水流等。 要点二、两种电荷： 1、正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。 2、负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷。 3、电荷作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 要点诠释： 1、大量实验证明，自然界只有两种电荷，正电荷和负电荷。 2、使物体带电的方法：（1）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电，两种不同的物体相互摩擦后，各自带上等量异种电荷的现象。（2）接触带电：用接触的方法使物体带电，即：一个不带电的物体与另一个带电的物体接触时，不带电的物体也带了同种电荷。接触带电实际上是电荷的转移。 3、摩擦起电的实质，由于不同物体的原子核对于核外电子的束缚能力不同，在相互摩擦中，束缚能力弱的物体失去电子而带正电，束缚能力强的物体得到电子而带负电。摩擦起电的过程是电荷的转移过程，而非创造了电荷。 要点三、静电现象： 1、静电现象：干燥的日子里，脱毛衣时会听到“噼啪”声，这是摩擦起电所致；夏季雷雨天时，天空划过的闪电是自然界发生的一种剧烈的放电现象。 2、静电的应用：静电复印、静电植绒、静电除尘等。 3、静电的危害：雷电导致人畜伤亡摧毁房屋；静电产生的电火花会引起煤矿瓦斯爆炸等。 【典型例题】 类型一、两种电荷的相互作用 1. 甲、乙、丙、丁四个带电体，甲吸引乙，甲排斥丙，丙吸引丁，如果丙带正电，则甲带___________，乙带___________，丁带___________。
静电现象的应用与防止（1） 当两种物体相互摩擦时，一种物体中的电子因受原子核的束缚较弱，跑到另一个物体上去，使得到电子的物体由于其中的负电荷多于正电荷，因而显出带负电；失去电子的物体由于其中的正电荷多于负电荷，因而显出带正电，这就是摩擦起电现象。如玻璃棒与绸子摩擦，玻璃棒带正电。 物体所带的电称为“静电”，当其积聚到一定程度时就会发生火花放电现象。这种现象与生活生产密切相连，往往会带来一些不便或危害。消除静电危害主要从“防”和“放”两个方面进行，下面简单介绍几种防止静电危害的方法。 （一）身体上的静电 当天气非常干燥时，早上起来梳头时，头发会经常随着梳子飘起来，越理越乱；见面握手时，手指刚一接触，就会被电到；穿绝缘性能好的鞋在地板上行走后，当去开门时，被金属门把手电到，指尖如刺般刺痛；晚上脱衣服时，听到噼啪响声。这几种现象都是身体静电对外放电的结果。 防止方法： 1．防止头发产生静电，可在清洗头发后尽量使用护发素，防止头发干燥，并且尽量使用木质或角质的梳子梳理头发。在使用塑料梳子时，可将其沾点水后再进行梳理。 2．在干燥的季节尽量穿纯棉衣根，用天然纺织物的床单、被罩，尽量不要穿化纤质地的服装，这样就可以防止摩擦起电。尽可能远离
电视机、电冰箱之类的电器，能防止感应起电。 3．避免静电击打，可用钥匙这样的小金属器件碰触大门、水龙头、椅背、等金属物件，消除静电后，再用手去触摸。 4．常洗澡、洗手能让人体表面积累的静电在水中释放掉，室内赤脚走路也可释放体表积累的静电进入地板。 5．室内常用加湿器，或者在取暖器上放一杯水、一块湿毛巾来增加室内的湿度。饲养观赏鱼和摆放一些绿色的盆栽也是调节室内湿度。这便是降低了摩擦起电的条件。 6．饮食上，要多吃蔬菜、水果、酸奶等酸性食品；多饮水，同时补充钙质和维生素C，维持人体正常的电解质平衡，减少静电产生。 （二）地毯中的静电 当人在地毯上行走时与地毯摩擦所带的电荷，当积累到一定程度时可产生2000V的电压，此时若人伸手去拉金属把手，则会产生火花放电，严重时会造成人痉挛。 防止方法： 在地毯中夹杂0．05mm—0．07mm的不锈钢导电纤维以消除静电。 （三）汽车上的静电 汽车静电可分为两类：一是汽车自身的静电，（如座套和坐垫的摩擦而带的电）使乘客感到电击或带来一些其它不便；二是油罐车的静电，专门用来装汽油或柴油等液体燃料的卡车。在灌油和运输过程
课题：《生活中的静电现象》 【教学目标】 科学概念 1、生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电； 2、带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引； 3、电荷在电路中持续流动起来可以产生电流。 过程与方法：根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释。情感态度价值观：发展探索身边科学现象的兴趣。 学习目标： 1、通过体验解释静电现象 2、认识电荷和电荷之间的相互关系 3、知道电荷流动 【教学重点】解释静电现象 【教学难点】认识正负电荷及电荷之间的相互关系。 【教学准备】 为每组学生准备：塑料梳子、碎纸屑、充气气球、挂气球的支架，羊毛制品。教师准备：静电现象的相关幻灯片和视频。 【教学过程】 一、体验生活中的静电现象，了解学生对静电的初始认识
引入：今年是兔年，老师特意邀请了一只玉兔和我们一起上课。（出示玉兔图）可爱吧！你们有什么办法让玉兔直接站在黑板上?（学生尝试） 你是怎么想到用这种办法的？到底是什么原因，我们一起来完成下面的体验活动就知道了。 1、体验静电现象 课件出示“体验活动” 活动一：用梳过干燥头发的塑料梳子慢慢接近碎纸屑，观察有什么现象发生。 活动二：用梳过干燥头发的塑料梳子再一次靠近头发，观察又会有什么现象发生。 学生体验，交流后汇报： 说说你是怎么做的，发生了什么现象？怎样解释这两种现象呢？ 师：这就是静电现象。生活中静电现象随处可见，让“玉兔”直接站在黑板上也是静电现象。今天我们就来研究一下生活中的静电现象。 板书课题：生活中的静电现象 2、交流生活中常见的静电现象 （1）生活中的静电现象还有很多，你知道的还有哪些？ （2）出示课件播放更多的静电现象。 小结：静电存在于我们周围的一切物质之中，包括人类在内的生物和非生物。 二、认识不同的电荷及电荷之间的相互作用 1、认识电荷
《静电现象的应用》教案 教学内容 人教版物理选修3-1《静电现象的应用》 教学目标 一、知识与技能 ． 知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态。 2． 知道静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且导体内部场强处处为零的特点。 3． 静电屏蔽及其应用 4.通过对静电平衡状态下导体内部场强处处为零的推导过程培养学生逻辑推理的能力。 二、过程与方法 借助实物与演示实验，分析静电平衡时导体上的电荷分布和内部场强的特点，从而得到静电保护的方法。 三、情感、态度与价值观 观察生活中的现象，体会生活、生产中的静电现象，培养探索乐趣。 教学重点 ．静电平衡状态下导体的特点。
2．静电屏蔽及其应用。 教学难点 应用静电平衡的知识，理解静电平衡的特征，认识导体的电荷分布特点。 教学方法 实验情境教学法 教学过程 （一）实验引入：借用原人教版高中物理第一册课本绪言中“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”实验情境引入，设疑激趣。 （二）讲解新课： （设问）1.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有什么的作用？ 2.金属导体的重要特征（导电的原因）是什么？ （答）1.电场对放入其中的电荷有力的作用。 2.（展示说明）金属导体内部有大量的自由移动的电荷（电子）。 （设问）3.如果我们给上边的金属导体加上一个匀强电场，导体会有什么变化呢？ （用多媒体展示情境，即课本23页图1.7—1） 思考讨论： ．导体两端的感应电荷会在空间产生电场吗？
2．产生电场的方向怎样？ 3．现在空间中有几个电场存在？ 4．感应电荷产生的电场与外电场叠加，使导体内部的电场怎样变化？ 5．内部的电场被减弱了，但自由电子是不是仍然要受到电场力的作用，继续定向移动？ 6．继续定向移动的结果是什么？ 7．最终达到一种特殊的状态，内部的场强处处为零，定向移动停止。 得出结论：处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，内部的场强处处为零。 8．把上边的实心导体挖空，变成一个导体壳，对静电平衡状态有影响吗？ 9.如果把一个小的导体放入导体壳中，小导体还会发生静电感应现象吗？ 设计意图：通过问题串组织教学，让学生认识逐步深化。 前后呼应：现在你该明白“笼外电闪雷鸣，笼内小鸟安然无恙”了吧？ （教师讲解）静电现象在现代生产、生活和科学技术中的应用： ．有的电学仪器和电子设备的外面套有金属罩 2．中国科技馆高压放电区的保护