9.4 静电的防止与利用 教案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

课 题 9.4 静止的防止与利用 教 学 目 标 1. 理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。 2. 了解尖端放电、静电屏蔽、静电吸附，了解静电的防止的原理。 3. 体会物理学与生产和生活的紧密联系。 重 点 理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。 难 点 理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。 教 学 过 程 一、情境引入 师：说到“静电”，你能想到生活中的哪些现象？ 生：冬天脱毛衣会产生静电。 问：这些放电现象，有什么共同点吗？（原理） 生：都是带电体靠近导体就发生了放电现象。 教 学 过 程 二、新课教学 师：当一个带电体靠近金属导体，这样会发生静电感应现象，就相当于把金属导体放下电场当中，那自由电子怎么移动呢？ 生：自由电子逆着电场移动。 问：自由电子定向移动后会导致怎样的情况发生呢？ 问：导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？ 师：导体内部没有自由电荷移动时，导体所处的状态就叫静电平衡。特点就是导体内部的合场强处处为零。 问：静电平衡时，导体内部正负电荷数量相等吗？ 生：导体内部正负电荷数量相等。 问：如何分布？分布在哪里？ 教 学 过 程 生：均匀分布，电荷只分布在导体的外表面。 问：感应起电时，导体达到静电平衡状态，此时电荷分布在导体外表面，不发生定向移动，怎么会产生放电现象呢？ 实验：手摇感应起电机。 师：刚开始摇动手柄时，两个小球间没有放电火花，继续摇动手柄到一定程度时，两个小球间有放电火花产生。这说明当金属小球电荷积累到一定程度时，才会发生放电现象。 问：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？ 师：在正常情况下，空气中只有极少的带电粒子。 问：根据以上分析，我们如何避免产生静电火花呢？ 生：接地释放电荷。 问：如何防止雷电的危害呢？ 师：带负电的放电云飘过房屋，会发生静电感应现象，房屋顶端会感应出大量正电荷，如果聚集足够多的正电荷就会击穿空气形成电流，导致灾害发生。因此生活用到避雷针，那避雷针原理是什么呢？ 实验：尖端放电吹蜡烛。 问：烛焰被针尖“吹开”与避雷针的原理相同吗？ 教 学 过 程 师：带电尖端电场很强，会使空气电离，电离出的异性离子与尖端上的电荷中和，同性离子会被排斥走，因此等效于尖端释放电荷。这样避雷针上的电荷被中和就会避免雷电，而被排斥走的离子形成“电风”吹了烛焰。 问：什么保护了他们？ 实验：金属网罩对外电场的屏蔽。 问：当用金属网罩把验电器罩起来时，验电器箔片始终闭合。这是为什么呢？ 师：当把空心金属导体放在电场中时，金属导体内部场强为0，电荷只分布在壳壁外表面。 师：处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。应用有屏蔽服、屏蔽线、高压线屏蔽。 实验：静电吸附实验。 教 学 过 程 师：应用有静电除尘、静电喷漆、静电复印等。 三、课堂小结 教 后 反 思 本节课更偏向于应用，重点就是静电屏蔽，还有理解尖端放电原理比较重要。 学科网（北京）股份有限公司 $