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2019-2020年高中物理《靜電現(xiàn)象的應用》教案6 新人教版選修3-1 一、教學目標： 1、掌握歸納、演繹推理的方法，訓練學生的推理能力。親身感受知識的建立過程。 2、通過概念建立、規(guī)律的得出培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和探究創(chuàng)造的心理品質(zhì)。 3、通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導體的特征。 二、重點和難點： 重點：掌握靜電平衡的概念，理解導體處于靜電平衡狀態(tài)的特征是本節(jié)的重點 難點：應用靜電平衡的知識，理解靜電平衡的特征，認識導體的電荷分布特點是本節(jié)的難點。 教學策略：教師的引導，學生的討論、評議；再加動畫演示和實驗演示加深體會。 三、設計思路： 1、《靜電現(xiàn)象的應用》是本章的難點內(nèi)容，概念規(guī)律非常抽象。學生只有在老師的指導下參與探究全過程，才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導體的特點、規(guī)律?？朔季S定勢的負遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W探究品質(zhì)。 2、本課題設計的另一思路旨在讓學生認真討論，積極參與，體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。培養(yǎng)學生學習物理的興趣。這也是新課改的重要內(nèi)容。 3、本節(jié)教學設計的過程為：首先學生活動：對不帶電的金屬導體放入電場中發(fā)生靜電現(xiàn)象的討論；然后學生歸納，教師總結(jié)得出靜電平衡狀態(tài)下導體的特點。最后通過兩道例題鞏固加深理解。 四、教學流程 教學進程 教師活動 學生活動 活動目標及說明 （一）引入新課： 提問：1．電場的重要性質(zhì)是什么？ 2．金屬導體的微觀結(jié)構(gòu)如何？自由電子會怎樣移動？ 3．把金屬導體放入電場中，導體上會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？ 回答1：對放入其中的電荷有力的作用。 回答2：金屬導體中原子由原子核和電子組成，離原子核較遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，成為自由電子，失去這種電子的原子便成為帶正電的離子。 回答3：呈電中性狀態(tài)的金屬導體放入靜電場中，導體內(nèi)自由電子便會因受到與場強方向相反的電場力的作用而向場強的反方向定向移動。兩端出現(xiàn)不同的電荷分布。 （二）探究新課： 一、靜電感應現(xiàn)象及靜電平衡 1：現(xiàn)象的解釋 畫圖闡述：在電場中的導體沿著電場強度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜電感應。 復習舊課，引入新課，起到溫故知新的作用 2：靜電平衡狀態(tài) 按照課本畫圖 提問：1．電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？ 提問：2電子是否會永遠這樣定向運動下去？ 提問：3最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？ 學生分組討論 每一小組由一位同學陳述小組討論的結(jié)果。 一組回答不準確，另一組補充，修正 回答1：導體兩面出現(xiàn)的正負電荷會在導體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的感生電場。這兩個電場疊加，使導體內(nèi)部的電場減弱。 回答2：只要導體內(nèi)部的合場強不為零，自由電子就會繼續(xù)做定向移動。導體兩面的正負電荷就會繼續(xù)增加，導體內(nèi)部的合場強會進一步削弱，直到導體內(nèi)部的合場強等于零為止 回答3：導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動 第1、2兩個提問是解決靜電平衡問題的兩個重要問題。 導體放在電場中，達到靜電平衡狀態(tài)是一個非?？斓倪^程，但是對這一過程分析卻非常重要。這樣做不僅突出了重點，也為突破難點打下基礎 畫圖闡述：當導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動時，導體達到靜電平衡狀態(tài) 教師借助于多媒體進行動畫演示， 動畫演示加深學生印象 3：靜電平衡的條件 提問：靜電平衡的條件？ 通過學生們互相討論積極回答： 讓學生積極參與到課堂上來，使之真正成為課堂的主人，學習的主人。體會學習的樂趣。 4：靜電平衡狀態(tài)下導體的特點 （1）場強的特點 教師不再通過提問的方式來解決問題，而是放開手腳讓學生自由討論發(fā)揮，但提示學生可以先從導體中的場強這個方面去思考。 （當學生回答內(nèi)部場強的特點時，教師順水推舟提出導體外部場強的特點） 提問1：導體外部場強為什么有這樣的特點？提示學生可以用反證法 學生1回答：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部的場強處處為零 學生2回答：靜電平衡狀態(tài)的導體，其外部的場強方向必跟該點的表面垂直。 回答1：假如不是這樣，場強就會有一個沿導體表面的分量，導體上的自由電子就會發(fā)生定向移動，這就不是平衡狀態(tài)了。 教師的引導，學生的積極參與得到知識，而不要作為一個知識點硬塞給學生，否則沒有感性認識，容易忘記。對學生的積極回答要及時肯定，激發(fā)他們的學習熱情。 （2）電勢的特點 引導學生看課本書第19頁圖1.4-5中乙圖，一頭大一頭小的導體在靠近導體的一些等勢面為什么形狀很接近導體的形狀？ 提問2：除了正面解釋之外，能否用反證法證明 學生3回答：根據(jù)電勢差與電場強度的關系可知，若場強處處為零，則任意兩點間的電勢差為零，也就是導體上各點間的電勢都相等。所以，處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是個等勢體，它的表面是個等勢面。 回答2：假如不是這樣，某兩點間就會存在電勢差，就有電場線的存在，導體上的自由電子就還會發(fā)生定向移動，這就不是平衡狀態(tài)了。 在分析和討論的過程中，教師要注意宏觀調(diào)控，穿插適當?shù)闹敢蜌w納，做到放得開，收得攏。 闡述：地球是個極大的導體，可以認為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體，這是我們可以把大地選做零電勢體的一個原因。 等勢體是個難點，要給學生一定的討論、思維時間。讓學生體會得到結(jié)論。 鞏固練習 例1：如圖，長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端為R的某點.當達到靜電平衡時，棒上感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強的大小為多大? 學生1回答：根據(jù)導體靜電平衡的特點，棒上感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強與電電荷在此點產(chǎn)生的場強等大反向所以答案為： 通過例題分析加深學生印象 （3）電荷分布的特點 演示課本25頁的法拉第圓筒實驗 提問1：由實驗現(xiàn)象能得到什么結(jié)論？為什么？ 學生1回答：靜電平衡狀態(tài)下帶電導體的電荷只能分布在導體的外表面 學生2回答：因為導體內(nèi)部的場強處處為零，導體內(nèi)部就不可能有未被抵消的電荷，假如內(nèi)部某處有靜電荷，在它附近的場強就不可能為零。 帶點導體的電荷分布特點對于學生來說是十分深奧的問題，必須通過實驗才能加深體會 提問2：帶電導體的電荷是否均勻分布在導體的外表面？ 再次引導學生看課本書第19頁圖1.4-5中乙圖，一頭大一頭小的導體電荷在外表面分布的情況 動畫演示尖端放電的實驗 學生2回答：電荷分布不均勻，越尖的地方電荷分布越多，越平的地方電荷分布越少。 在教學過程中充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學媒體的作用，使它真正為提高教學質(zhì)量服務。 闡述：靜電平衡時，電荷只分布在導體的外表面，內(nèi)部沒有電荷；在導體表面，越尖銳的的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。 鞏固練習 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 例2：如圖所示，把一個帶正電的小球放人原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi)，小球帶不帶電？ 課后思考：為什么驗電器的頂部是金屬小球而不是針狀導體？ 學生回答：小球和球殼內(nèi)表面均不帶點，正電荷只分布在球殼外表面。 學生回答，糾正、補充 五、教學反思