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電場中的導體
來源: 作者: 發布日期:03-21 查看:  
教學目標

知識目標
  1、認識靜電感應,知道感應起電的原理和感應電荷正、負的判定。
  2、知道靜電平衡狀態;理解靜電平衡的特點,導體內部的場強處處為零,電荷只分布在導體的外表面上;
  3、知道靜電屏蔽現象及其應用。

能力目標
  通過觀察演示實驗及對實驗現象的分析,引導學生運用所學知識進行分析推理,培養學生分析推理能力。

情感目標
  通過對實驗的觀察和推理,培養學生科學的研究方法,以及嚴謹認真的學習態度


教學建議

重點難點分析

一、基本知識點
  1、靜電感應現象。
  1、靜電平衡現象:導體中(包括表面)沒有電荷的定向移動的狀態,叫做靜電平衡。
  2、靜電平衡狀態的特點:
  (1)處于靜電平衡的導體,內部的場強處處為零;
  (2)處于靜電平衡的導體,電荷只分布在導體的外表面上。
  3、靜電屏蔽現象:處于靜電平衡狀態的導體,內部場強處處為零,這樣,導體殼就可以保護它所包圍的區域,使這個區域不受外部電場的影響,這種現象叫做靜電屏蔽。

二、重點難點
  1.靜電場中靜電平衡狀態下導體的特性,即其電荷分布、電場分布等,這是本節的重點。
  2.運用電場有關知識,分析、推理出實驗現象的成因,這是本節的難點,同時也是本章的難點。

教學建議

  1、在教學中要明確:我們研究靜電平衡狀態、導體靜電平衡時的特點,是通過理論分析得到的.這就要求在講解時,首先以電場的基本性質為基礎,調動學生的積極性,師生共同活動,使得學生清楚的知道推理過程,以及結論和結論的由來,達到發展學生思維想象能力的目的.
  2、在教材中,講解了一些驗證性實驗,使分析和推理得出的結論能夠通過實驗得到驗證,鞏固學生對理論的理解.教師在實驗前可以讓學生思考實驗的理論基礎,另外可以借助媒體再現使學生對實驗過程、現象更好的掌握.
  3、關于演示實驗的建議:
  實驗前做好實驗的準備,如:應用法拉第圓筒演示靜電平衡導體,其內部應確定無凈余電荷.
  在為學生講解時注意強調實驗的目的,不要讓學生死記硬背實驗的結論,可以通過習題加深對結論的理解.


教學設計示例

一、教學用具

  金屬網罩(一個),驗電器(兩個),法拉第圓筒,驗電球,起電機.枕形導體(可以分開)、帶有絕緣支架的金屬球一個,放映機,投影儀,幻燈片.

二、教學過程

主要教學過程

(一)復習提問,引入新課

  1、問題1:導體的重要特征是什么,為什么它可以導電?

  (對于這個問題,教師可以讓學生進行思考)

  教師講解:我們知道電場的重要性質就是對放入其中的電荷有力的作用,這節課我們要學習的就是電場對放入其中的導體的作用.(展示如下圖片)

  教師繼續展示圖片,同時講解導體之所以能夠導電是因為導體內部有大量自由電荷(關于該點可以讓學生簡單回答)

2、問題2:當我們把導體放入電場中,導體上的自由電荷處于電場中將受電場力作用,這時的導體與無電場時的導體相比有什么不同特征?引導學生分析.

  教師總結:若是金屬導體,自由電子在電場力作用下將發生定向移動使兩端出現不同的電荷分布,從而引起導體的某些新的性質.

二、新課內容:

  1、演示實驗視頻(內容參考視頻資料),最好教師演示實驗.需要注意的問題可以參考教學建議.

  教師總結:

  靜電感應現象:在電場中的導體沿著電場強度方向兩端出現等量異種電荷,這種現象叫靜電感應現象.當外電場撤掉,導體兩端電荷又中和,可見靜電感應現象中導體上凈電荷仍然為零.

  教師出示圖片并講解:將不帶電的導體置于電場中時,導體那自由電荷受力,發生定向移動,從而重新分布.重新分布的電荷在導體內產生一個與原電場反向的電場,阻礙電荷定向移動,該電場與外電場疊加,使導體內部的電場減弱,只要內部場強不為零,導體兩面的正負電荷便繼續增加,導體的內部電場就會繼續削弱,直至導體內部的合場強都等于零的時候為止,這時導體內自由電子不再發生定向移動.

  導體中(包括表面)沒有電荷的定向移動的狀態,叫做靜電平衡狀態.

  教師總結:

  ①靜電平衡狀態:導體上處處無電荷定向移動的狀態.

  ②特征:導體內部處處場強為零.在這個特征基礎上進行推論,可得靜電場中導體的特點.

  2、教師強調:處于靜電平衡狀態的導體,內部場強處處為零.而且處于靜電平衡狀態的導體,電荷只能分布在導體外表面上.這是為什么呢?為了驗證這一點,可采用反證法,若導體內部有凈電荷,電荷周圍有電場,那么導體內部電場強度將不為零,電荷將發生定向移動.

  演示實驗2:演示多媒體課件“法拉第圓筒實驗”,如圖所示(條件允許,教師可以課堂現場演示).

  3、用靜電平衡現象的特征解釋靜電屏蔽:

  (1)演示視頻資料:靜電屏蔽

  (2)出示法拉第籠的圖片

  (3)演示靜電屏蔽的課件(以上媒體資料參考“多媒體資料”)

  請學生思考,自己看書,并思考為甚么躲在籠子里的人沒有被強大的電流擊傷?

  4、教師總結并強調.

 

  共同討論書上101頁的“思考與討論”

  5、布置課后作業

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