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2019-2020年高中物理《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》教案6 新人教版選修3-1 一、教學(xué)目標(biāo)： 1、掌握歸納、演繹推理的方法，訓(xùn)練學(xué)生的推理能力。親身感受知識(shí)的建立過程。 2、通過概念建立、規(guī)律的得出培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和探究創(chuàng)造的心理品質(zhì)。 3、通過對(duì)靜電場(chǎng)中導(dǎo)體的自由電荷運(yùn)動(dòng)情況的討論，了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特征。 二、重點(diǎn)和難點(diǎn)： 重點(diǎn)：掌握靜電平衡的概念，理解導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特征是本節(jié)的重點(diǎn) 難點(diǎn)：應(yīng)用靜電平衡的知識(shí)，理解靜電平衡的特征，認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)是本節(jié)的難點(diǎn)。 教學(xué)策略：教師的引導(dǎo)，學(xué)生的討論、評(píng)議；再加動(dòng)畫演示和實(shí)驗(yàn)演示加深體會(huì)。 三、設(shè)計(jì)思路： 1、《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》是本章的難點(diǎn)內(nèi)容，概念規(guī)律非常抽象。學(xué)生只有在老師的指導(dǎo)下參與探究全過程，才能深刻理解電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)、規(guī)律?？朔季S定勢(shì)的負(fù)遷移和主觀臆斷的不良傾向，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究品質(zhì)。 2、本課題設(shè)計(jì)的另一思路旨在讓學(xué)生認(rèn)真討論，積極參與，體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。這也是新課改的重要內(nèi)容。 3、本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)的過程為：首先學(xué)生活動(dòng)：對(duì)不帶電的金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中發(fā)生靜電現(xiàn)象的討論；然后學(xué)生歸納，教師總結(jié)得出靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)。最后通過兩道例題鞏固加深理解。 四、教學(xué)流程 教學(xué)進(jìn)程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 活動(dòng)目標(biāo)及說明 （一）引入新課： 提問：1．電場(chǎng)的重要性質(zhì)是什么？ 2．金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？自由電子會(huì)怎樣移動(dòng)？ 3．把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？ 回答1：對(duì)放入其中的電荷有力的作用。 回答2：金屬導(dǎo)體中原子由原子核和電子組成，離原子核較遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，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(dǎo)體放入靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)自由電子便會(huì)因受到與場(chǎng)強(qiáng)方向相反的電場(chǎng)力的作用而向場(chǎng)強(qiáng)的反方向定向移動(dòng)。兩端出現(xiàn)不同的電荷分布。 （二）探究新課： 一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象及靜電平衡 1：現(xiàn)象的解釋 畫圖闡述：在電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。 復(fù)習(xí)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(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？ 提問：2電子是否會(huì)永遠(yuǎn)這樣定向運(yùn)動(dòng)下去？ 提問：3最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？ 學(xué)生分組討論 每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。 一組回答不準(zhǔn)確，另一組補(bǔ)充，修正 回答1：導(dǎo)體兩面出現(xiàn)的正負(fù)電荷會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場(chǎng)方向相反的感生電場(chǎng)。這兩個(gè)電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)減弱。 回答2：只要導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)不為零，自由電子就會(huì)繼續(xù)做定向移動(dòng)。導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷就會(huì)繼續(xù)增加，導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)會(huì)進(jìn)一步削弱，直到導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)等于零為止 回答3：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng) 第1、2兩個(gè)提問是解決靜電平衡問題的兩個(gè)重要問題。 導(dǎo)體放在電場(chǎng)中，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)是一個(gè)非?？斓倪^程，但是對(duì)這一過程分析卻非常重要。這樣做不僅突出了重點(diǎn)，也為突破難點(diǎn)打下基礎(chǔ) 畫圖闡述：當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài) 教師借助于多媒體進(jìn)行動(dòng)畫演示， 動(dòng)畫演示加深學(xué)生印象 3：靜電平衡的條件 提問：靜電平衡的條件？ 通過學(xué)生們互相討論積極回答： 讓學(xué)生積極參與到課堂上來(lái)，使之真正成為課堂的主人，學(xué)習(xí)的主人。體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣。 4：靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn) （1）場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn) 教師不再通過提問的方式來(lái)解決問題，而是放開手腳讓學(xué)生自由討論發(fā)揮，但提示學(xué)生可以先從導(dǎo)體中的場(chǎng)強(qiáng)這個(gè)方面去思考。 （當(dāng)學(xué)生回答內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn)時(shí)，教師順?biāo)浦厶岢鰧?dǎo)體外部場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn)） 提問1：導(dǎo)體外部場(chǎng)強(qiáng)為什么有這樣的特點(diǎn)？提示學(xué)生可以用反證法 學(xué)生1回答：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零 學(xué)生2回答：靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。 回答1：假如不是這樣，場(chǎng)強(qiáng)就會(huì)有一個(gè)沿導(dǎo)體表面的分量，導(dǎo)體上的自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，這就不是平衡狀態(tài)了。 教師的引導(dǎo)，學(xué)生的積極參與得到知識(shí)，而不要作為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)硬塞給學(xué)生，否則沒有感性認(rèn)識(shí)，容易忘記。對(duì)學(xué)生的積極回答要及時(shí)肯定，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。 （2）電勢(shì)的特點(diǎn) 引導(dǎo)學(xué)生看課本書第19頁(yè)圖1.4-5中乙圖，一頭大一頭小的導(dǎo)體在靠近導(dǎo)體的一些等勢(shì)面為什么形狀很接近導(dǎo)體的形狀？ 提問2：除了正面解釋之外，能否用反證法證明 學(xué)生3回答：根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可知，若場(chǎng)強(qiáng)處處為零，則任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，也就是導(dǎo)體上各點(diǎn)間的電勢(shì)都相等。所以，處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面。 回答2：假如不是這樣，某兩點(diǎn)間就會(huì)存在電勢(shì)差，就有電場(chǎng)線的存在，導(dǎo)體上的自由電子就還會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，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(dāng)?shù)闹敢蜌w納，做到放得開，收得攏。 闡述：地球是個(gè)極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個(gè)等勢(shì)體，這是我們可以把大地選做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。 等勢(shì)體是個(gè)難點(diǎn)，要給學(xué)生一定的討論、思維時(shí)間。讓學(xué)生體會(huì)得到結(jié)論。 鞏固練習(xí) 例1：如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端為R的某點(diǎn).當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小為多大? 學(xué)生1回答：根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡的特點(diǎn)，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與電電荷在此點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向所以答案為： 通過例題分析加深學(xué)生印象 （3）電荷分布的特點(diǎn) 演示課本25頁(yè)的法拉第圓筒實(shí)驗(yàn) 提問1：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得到什么結(jié)論？為什么？ 學(xué)生1回答：靜電平衡狀態(tài)下帶電導(dǎo)體的電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面 學(xué)生2回答：因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)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(chǎng)強(qiáng)就不可能為零。 帶點(diǎn)導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說是十分深?yuàn)W的問題，必須通過實(shí)驗(yàn)才能加深體會(huì) 提問2：帶電導(dǎo)體的電荷是否均勻分布在導(dǎo)體的外表面？ 再次引導(dǎo)學(xué)生看課本書第19頁(yè)圖1.4-5中乙圖，一頭大一頭小的導(dǎo)體電荷在外表面分布的情況 動(dòng)畫演示尖端放電的實(shí)驗(yàn) 學(xué)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(xué)過程中充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)媒體的作用，使它真正為提高教學(xué)質(zhì)量服務(wù)。 闡述：靜電平衡時(shí)，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒有電荷；在導(dǎo)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(xí) 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 例2：如圖所示，把一個(gè)帶正電的小球放人原來(lái)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(yàn)電器的頂部是金屬小球而不是針狀導(dǎo)體？ 學(xué)生回答：小球和球殼內(nèi)表面均不帶點(diǎn)，正電荷只分布在球殼外表面。 學(xué)生回答，糾正、補(bǔ)充 五、教學(xué)反思