2019-2020年新課標(biāo)人教版3-1選修三1.7《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》WORD教案1.doc

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☆ 2019-2020年新課標(biāo)人教版3-1選修三1.7《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》WORD教案1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、知道什么是靜電平衡狀態(tài)，什么是尖端放電和靜電屏蔽。 2、理解處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)。 3、通過(guò)分析研究問(wèn)題培養(yǎng)科學(xué)探究的素質(zhì)。 4、體會(huì)物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)： a）體會(huì)教材中的實(shí)驗(yàn) 課前自學(xué) 【基礎(chǔ)知識(shí)自學(xué)】 一、 復(fù)習(xí) 導(dǎo)體中的自由電荷是 ，靜電感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是在電場(chǎng)的作用下電子發(fā)生 的過(guò)程。如圖1所示，將呈電中性狀態(tài)的金屬導(dǎo)體放入場(chǎng)強(qiáng)為E0的靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)自由電子便受到與場(chǎng)強(qiáng)E0方向 的電場(chǎng)力作用，自由電子要向電場(chǎng)的反方向作定向移動(dòng)，（a）所示，并在導(dǎo)體的一個(gè)側(cè)面集結(jié)，使AB端出現(xiàn) 電荷，而CD端剩余等量的正電荷圖（b）所示。在電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩個(gè)端面出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。產(chǎn)生的電荷為感應(yīng)電荷。 二、 靜電平衡 如圖1，電場(chǎng)E0方向?yàn)? ，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)E′，我們稱(chēng)為感應(yīng)電場(chǎng)。電場(chǎng)E′與E0方向 ，兩個(gè)電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng) ，只要電子做定向移動(dòng)，導(dǎo)體兩端的電荷就 ，電場(chǎng)E′也要隨之 ，導(dǎo)體內(nèi)部的合電場(chǎng)就要繼續(xù) ，直到導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng) ，導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)。導(dǎo)體就達(dá)到了 。 三、 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn) 1.處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處 。 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的 垂直。 3.處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè) ，，它的表面是個(gè) 。 4.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部 電荷，電荷只分布在 。 5.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，表面電荷的分布規(guī)律為越尖銳的位置，電荷的密度 ，凹陷的位置 。 四、尖端放電 1.空氣電離 導(dǎo)體簡(jiǎn)短的電荷密度 ，附近的電場(chǎng) ，空氣中殘留的 在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生 ，把空氣中的氣體分子撞散，也就是使分子中的 ，這種現(xiàn)象叫空氣的電離。 2.尖端放電 尖端附近空氣被電離后，中性的分子變成帶負(fù)電的 和失去電子而帶正電的 。這些粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下 ，撞擊空氣中的 ，使它們進(jìn)一步 ，產(chǎn)生更多的 。那些 與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào) 的粒子，由于被 而奔向尖端，與尖端上的電荷 ，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端 ，這個(gè)現(xiàn)象叫尖端放電。 3.應(yīng)用 是利用尖端放電避免 的一種設(shè)施，它是一個(gè)或幾個(gè)尖銳的 ，安裝在建筑物的 ，用 與埋在地下的 連接，保持與大地的良好接觸。 圖2 4.避免 尖端放電會(huì)導(dǎo)致高壓設(shè)備上 ，所以高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)盡量 。夜間高壓線(xiàn)周?chē)袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)一層 ，俗稱(chēng) ，這是一種微弱的尖端放電。 五、靜電屏蔽 1.定義 如圖2所示帶正電物體靠近一個(gè) 導(dǎo)體球殼，使球殼的內(nèi)表面帶 電， 外表面帶 電，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的 場(chǎng)強(qiáng)處處為 ，也就是說(shuō)無(wú)論導(dǎo)體 的外部電場(chǎng)是什么樣的，導(dǎo)體內(nèi)部都不會(huì)有電場(chǎng)。 導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩可以把 遮住，使其 不受外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽 2.靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證 教材P27的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)什么方法來(lái)驗(yàn)證處于靜電平衡狀態(tài)的金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場(chǎng)是否存在？ 3.靜電屏蔽的應(yīng)用 ①電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的一層鉛皮，可以防止外電場(chǎng)的干擾。②電力工人高壓帶電作業(yè)，防護(hù)服是用金屬絲線(xiàn)做成的，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用。 【基本規(guī)律自學(xué)】 靜電平衡下導(dǎo)體的特點(diǎn) 【自學(xué)質(zhì)疑感悟】 把不理解的知識(shí)點(diǎn)寫(xiě)在下面 課上助學(xué) 【自學(xué)學(xué)情反饋】 小組合作檢查學(xué)案完成情況。 【能力提升助學(xué)】 一、 靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn) 1. 靜電平衡時(shí)存在三個(gè)電場(chǎng)：外電場(chǎng)E0、感應(yīng)電場(chǎng)E′、合電場(chǎng)E。 三者關(guān)系：導(dǎo)體內(nèi)部E0與E′大小 ，方向 。合電場(chǎng)E=0 圖3 練習(xí) 長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，將一 帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖3 所示，求當(dāng)達(dá)到靜電平衡后棒上感應(yīng)的電荷在棒內(nèi) 中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小 2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，為什么其外表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直？ 3.實(shí)驗(yàn)研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷 閱讀教材，敘述實(shí)驗(yàn)過(guò)程 導(dǎo)體內(nèi)部和外部帶電情況通過(guò)什么來(lái)判斷？ 4.解釋說(shuō)明尖銳部分電荷分布 二、靜電屏蔽的兩種情況 1. 金屬殼內(nèi)部不受外部影響 實(shí)驗(yàn)1如圖4：①（a）圖，使帶電的金屬球靠近驗(yàn)電器，由于靜電感應(yīng)，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)，這表示驗(yàn)電器受到了外電場(chǎng)的影響。 ②（b）圖，如果事先用金屬網(wǎng)罩把驗(yàn)電器罩住，驗(yàn)電器的箔片就不張開(kāi)，即使把驗(yàn)電器和金屬網(wǎng)罩連接起來(lái)，箔片也不張開(kāi)。這表明金屬網(wǎng)罩能把外電場(chǎng)擋住，使罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響。 2. 接地得封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)外部沒(méi)影響。 如圖5所示①如一封閉的導(dǎo)體殼內(nèi)部空間某點(diǎn)有一點(diǎn)電荷+q。由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷。其電場(chǎng)線(xiàn)如（a）所示， ②當(dāng)把導(dǎo)體殼接地后，+q在殼內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)殼外空問(wèn)就沒(méi)有影響了，如（b）所示。 請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象？ 【能力強(qiáng)化助學(xué)】 小組成員陳述自己學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑惑，小組之間討論解決辦法。 課后補(bǔ)學(xué) 【能力拓展補(bǔ)學(xué)】 1.一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)荷，其電場(chǎng)分布是中的哪一個(gè) ( ) 圖6 2.如圖6所示，把一個(gè)架在絕緣支架上的枕 形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于靜 電平衡時(shí)，下敘說(shuō)法正確的是 ( ) A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零 B．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相等 C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加場(chǎng)強(qiáng)大?。麰A︱〉｜EB︱ D．當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線(xiàn)向?qū)w移動(dòng)． 圖7 3.如圖7，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B， 電量分別為－Q和＋2Q，它們相距L， 如果在兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)O有一個(gè)半 徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心 位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn) 處的場(chǎng)強(qiáng)大小________ 方向_________． 【能力建構(gòu)補(bǔ)學(xué)】 教師指導(dǎo)建構(gòu) 請(qǐng)根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容列出本節(jié)課的結(jié)構(gòu)提綱。 學(xué)生自主建構(gòu) 自主學(xué)習(xí)下列知識(shí)點(diǎn)總結(jié)