高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案【一】
教学准备
教学目标
1.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态
2.理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零
3.知道静电屏蔽及其应用
教学重难点
【重点难点】静电平衡状态;电场中导体的特点
教学过程
【教学过程】
(一)复习提问
1、什么是静电感应现象?
2、静电感应现象的实质是什么?
3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电?
若将导体接地则情况如何?左端接地呢?
(二)新课教学
一、电场中的导体
1、 金属导体的特征：
由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成
2、 静电感应现象
问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗?
是什么作用使金属内的电子定向移动的?此移动一直进行吗?
金属导体内部有电场吗?
答：使空间电场重新分布
源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动
静电平衡状态：导体(包括表面)中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态
4、静电平衡状态下导体的特点：
⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)
⑵导体中没有自由电荷定向移动
⑶净电荷分布在导体表面
实验证明：法拉第圆筒实验
⑷导体表面附近电场线与表面垂直
理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面
反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态
5、静电平衡时导体周围电场分布：
上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线
二、静电屏蔽
1、 空腔导体的特点：
净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场
1、静电屏蔽
外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响
实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小
若将球壳接地，则内外各不影响
3、 应用
电学仪器和电子设备外面套有金属罩
通信电缆版面包一层铅皮
高压带电作业人员穿金属网衣
通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
(三)巩固练习
例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、 B、C三点的场强：
A.EA≠0 ，EB=0 ，EC=0
B.EA≠0 ，EB≠0 ，EC=0
C.EA≠0 ，EB≠0 ，EC≠0
D.EA=0，EB≠0 ，EC=0
例2：如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，然后移走C球，则A、B带电情况：
A.A球带正电，B球带负电
B.A球带正电，B球不带电
C.A球不带电，B球带负电
D.以上说法都不正确
例3：长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强的大小 ，方向 。
(四)小结
1、静电平衡状态下导体有什么特点?
2、静电屏蔽有哪几种情况?有哪些应用?
高中物理选修1-1《生活中的静电现象》教案【二】
教学目标：
1、了解生活中常见的静电现象，能够用所学的只是解释简单的静电现象。
2、通过了解一些静电现象和避雷方法，认识人类社会在发展过程中如何适应自然，建立人类必须与自然相互依存、和谐发展的认识。
3、了解人类应用静电和防止静电的事例。
教学过程
一、放电现象
问：火花放电是最常见的放电现象.现实中放电现象呢?(①在干燥天气的黑夜里脱去化纤衣服时会看到火花、听到僻啪声②实验室中感应起电机的两个导电杆之间也能发生火花放电③很多房屋顶上装有避雷针是为了进行接地放电④运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖着，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸⑤飞机轮胎用导电像胶制成，可以避免着陆时机身积累电荷)
二、雷电和避雷
说明：云层之间或云层与地面之间发生强烈放电时，能产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣。闪电的电流可以高达几 十万安培，会使建筑物严重损坏。
说明：雷电对人类生活也会产生益处，有哪些益处呢?(①闪电产生的高温促使空气中的氧和氮化合成氮氧化物，随雨水降至地面，成为天然的氮肥 ②闪电产生的臭氧留在大气层中，能保护地球上的生物免遭紫外线的伤害)
演示实验：
实验器材：验电器、安放在绝缘支架上的带电导体、带绝缘柄的验电球
实验过程：带绝缘柄的验电球接触带电导体的A点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角
带绝缘柄的验电球接触带电导体的B点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角
带绝缘柄的验电球接触带电导体的C点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角
实验现象：验电球跟带电体的A 处接触后，验电器的金属箔张角较小;跟B 处接触后.验电器的金属箔张角较大.跟尖端C 处接触后.验电器的金属箔张角最大。
问：这个实验说明了什么问题?(电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位黄.电荷比较密集.平坦的位置，电荷比较稀疏)
说明：导体尖锐部位的电荷特别密集.尖端附近的电场就特别强.会放出电荷，这种现象我们称之为尖端放电
演示实验：
实验仪器：金属板M金属板N 、两个等高的金属柱A、B ，A 为尖头、B 为圆头，直流电压电源
实验过程：逐渐升高电源电压，观察哪个金属柱先放电。
实验现象：金属柱A先放电
说明：1753年，富兰克林发明了避雷针，避雷针的原理就是尖端放电。带电云层靠近建筑物时，同号电荷受到排斥，流人大地，建筑物上留下了异号电荷。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象.可能产生雷击。如果建筑物安装了避示针，在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出.逐渐中和云中的电荷，保护建筑物.使其免遭雷击。
三、静电的应用和防止
说明：静电在工业和生活中有很重要的用途，有时又会带来很多麻烦，需要防止。
问：在许多场合都可以发现人们应用静电的例子，有哪些例子呢?(①静电除尘②静电喷漆③复印)
问：在许多场合都可以发现人们防止静电的例子?(①实验室中感应起电机的两个导电杆之间也能发生火花放电②很多房屋顶上装有避雷针是为了进行接地放电③运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖着，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸④飞机轮胎用导电像胶制成，可以避免着陆时机身积累电荷)
板书设计
一、放电现象
二、雷电和避雷
1、电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位黄.电荷比较密集.平坦的位置，电荷比较稀疏
2、尖端放电：导体尖锐部位的电荷特别密集.尖端附近的电场就特别强.会放出电荷
3、避雷针的原理就是尖端放电
三、静电的应用和防止