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静电现象的应用（教学设计）
【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。这些都是学生所难以掌握的。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，带电导体上的静电荷只分布在导体的外表面上。通过采取分组实验与演示实验相结合，实现课堂教学创新，提高课堂教学效率和教学效果。
【设计方案】
知识与技能：
1、知道静电平衡产生原理。
2、知道静电平衡状态的特点。
3、知道导体上的电荷分布。
4、知道尖端放电和静电屏蔽。
过程与方法：
一、通过小组讨论掌握导体达到静电平衡的过程。
二、分析生活中的静电现象。
情感态度与价值观：
（1、联系生活，知道生活中常见的静电现象。
2、培养学习物理的兴趣。
【重、难点】
理解导体达到静电平衡状态时的特点。
【教具】
演示：塑料板、装有小鸟的铁鸟笼、电子感应圈、法拉第笼
分组：起电机、金属笼、导线、验电器。
【教学过程】
导入新课：
（演示1）静电吸附
生产和生活中的静电现象很多，比如（静电吸附演示）老师用毛巾擦塑料板，请看，刚才老师用静电吸附展示了我们的课题，接下来请同学们看个小实验。
（演示2）电击铁笼中的小鸟实验
这是一个金属笼，笼中有一只小鸟，小鸟落脚的地方都是用金属丝和金属盘制成，是不是都应该是导电的？(是)下面我用高压电去电击小鸟，请同学们猜想一下小鸟会怎么样？（死掉）是不是我们一起来做一下。
这是一个电子感应圈，它可以产生上万伏的高压，接通电源，请同学们注意观察。
这是高压电，小鸟为什么还能安然无恙？带着这个问题，我们开始本节课的学习。
新课教学：
《板书》一、静电平衡
首先同学们跟老师一起来回忆一下静电平衡。将一块不带电的导体放入一个水平向右的匀强电场E0中，导体内存在大量的自由电子，它会受到哪个方向的电场力？（左）会怎样运动？（向左定向移动），所以在导体的左侧会积聚（负电荷），由于自由电子的转移右侧会积聚等量的（正电荷）。
现在老师有个问题：自由电子会一直运动下去吗？同学们思考，同桌之间可以相互讨论。
（会一直运动下去，因为电场一直存在。）有没有其他意见？（不会一直运动下去，因为自由电子在电场力的作用下会定向向左运动，在导体的左侧积聚感应正电荷，由于自由电子的转移在右侧会积聚等量的感应正电荷，感应电荷会形成一个感应电场，与已知电场反向，导体内的合场强将削弱，随着感应电荷的增多，合场强进一步削弱，直到为零，此时自由电子所受的合力也为零，自由电子将不再定向移动。）很好我们来看一下完整的过程。
物理学中，我们把自由的电子不再定向移动的状态称为静电平衡状态。
《板书》1、静电平衡状态
处于静电平衡态的导体有什么特点？（内部场强处处为零）
《板书》2、特点：
（1） 导体内部E合=0。
我们已经知道导体内部合场强为零，那么导体内部的电势有什么特点？同学们思考，可以相互讨论，（相等，因为导体内部合场强为零，所以自由电子所受电场力也为零，在导体内部移动电荷不做功，所以导体内任意两点电势差也为零，所以导体内部电势相等）很好，导体内部电势相等，那导体表面的电势又有什么特点？思考一下（因为导体处于静电平衡态，所以在导体表面电场力垂直于表面，移动电荷不做功，所以导体的表面电势也相等）那么，总结起来导体的电势有什么特点？（导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。）
（2）导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。
刚才我们研究的是不带电的导体处于静电平衡时的特点，你们来猜想一下如果是一个带电导体，它处于静电平衡时应该有什么特点？内部场强是否为零？（是），光凭我们的猜想够不够？（不够）还要干嘛？（实验验证）这是我们接下来要研究的第一个问题，还有一个更重要的问题是：带电导体上有电荷，它的电荷又应该如何分布？同学们思考一下(均匀分布在内外表面；只分布在外表面；只分布在内表面)到底是不是，我们还需要干嘛？（实验验证）好，这是等会儿我们要研究的第二个问题。
如果我们的研究对象是一个实心铁球行不行？（不行）为什么？（因为无法研究导体内部，如果是一块封闭铁皮好不好？（不好）为什么？(无法观察内部情况)，所以我们的对象最好是什么？(金属笼)，好！现在我们研究对象有了，那么如何让导体带电呢？好！现在我给每组同学都提供了一台起电机，它可以产生上万伏的高压，这是起电机的两极，上面有电荷，实验的时候要注意，手不要去碰，用完之后要注意马上把两极上的电荷放掉。
好的，下面请同学们利用手中的实验器材，进行实验验证。
（学生进行演示实验）
好！下面请一组同学上来展示一下他们的实验结果。
（学生展示实验结论）
所以，通过实验可以得出处于静电平衡状态下的带电导体内部场强处处为零，导体上的电荷只分布在其外表面。
《板书》二、带电导体处于静电平衡时的特点。
其实，早在上个世纪法拉第就亲自验证了这个结论的正确性，现在我们让时光倒流，有没有哪位勇敢的同学来配合老师？好的！很勇敢，老师之前是没有试过的，买保险没有？好！但这个实验有一定的危险性，你来帮老师控制电源就可以了。好，我准备好了，（学生操作打开电源）。安全？我敢不敢触摸内壁，（操作）安全。好，关掉。所以这个实验也验证了我们结论的正确性，这个金属笼对我起到了一个保护作用。物理中我们把金属外壳对里面的物体起到保护作用，这样的现象称为“静电屏蔽”现象。
《板书》三、静电屏蔽
同学们思考，为什么金属笼中的小鸟没有受伤？（因为静电屏蔽）但是感觉这个小鸟被关在笼中还是挺可怜的，有没有哪位同学愿意承担这个任务，我们在课后将这只小鸟放掉。
其实生活中有关静电屏蔽的例子还很多，同学们有哪些例子？（高压工作防护服、电梯里手机没信号、孕妇装）同学们都说得很好，老师这儿也有几个例子，手机，手机信号是一种电磁波，里面有电场。同学们，先试一下，我的手机能不能打通，（学生操作），能。下面同学们有没有办法让我的手机打不通，（放到金属笼中，饭盒中）有同学看到了老师有个饭盒，那我们现场来试一下，行不行，请一位同学来操作啊，刚才那位同学你再拨打一下我的号码，（无法接通），所以金属饭盒对我的手机信号也起到了一个屏蔽作用，其实生活中这样的例子还很多，通过本节课的学习，同学们你们收获了什么？（学生发言）很好，物理其实源于生活，也必将服务于生活，只要同学们在生活中多观察多思考，你将发现一个不一样的世界。
谢谢大家！今天的课就上到这里。
下课！同学们再见！（老师再见）
【课后反思】
演示实验，直观、明了，有实在感，可信服感，使学生感受到物理学就在身边。增强了学习兴趣，活跃了课堂。采用计算机辅助教学。课件图文并茂，信息量大，内容丰富多彩、生动形象；课件既可以作为教师课堂指导教学，又可供学生自学，从而培养学生的自学能力，做到教学个性化。计算机模拟，虽然有它优越的一面，但毕竟不能取代常规演示实验，只有将两者有机结合，充分发挥各自优势，才能优化课堂教学，提高教学效率和教学效果。
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