9.4 静电的防止与利用 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.4《静电的防止与利用》教学设计 教材分析 本章知识线索 本章为人教统编版高中物理教材必修第三册第九章，本章知识主线是基于现象（第 1节《电荷》）探究规律（第 2节《库仑定律》），再基于规律寻找本质（第 3节《电场电场强度》），最后利用规律进行实际应用（第四节《静电的防止与利用》）。 本节知识 教材先从生活中静电的防止与利用入手，先讲述静电平衡概念，之后结合静电平衡的特点，分别介绍了尖端放电和静电屏蔽，并讨论了如何防止静电的危害，最后以静电力的作用为知识基础讲述了静电吸附，并进一步介绍了静电吸附在生产技术上的广泛应用，本节内容的知识逻辑是：由知识到现象，再由现象到应用。 本节地位与作用1、本节地位本节内容是在学习了静电场力的性质之后，继续学习静电在生产、生活中的应用，是静电知识在应用上的拓展，不仅加深了学生的静电场力的性质的理解，更重要的是让学生体会学以致用。 本节作用 本节内容不仅可以开阔学生视野，同时也能让学生体会到物理与生产、生活的紧密联系，关注科学▪技术▪社会▪环境的关系，是培养学生的科学态度与责任的很好素材。 一、教学目标 依据课标、教材、学情，从物理学科核心素养的四个维度设计了本节课的教学目标。 1、物理观念：通过对电场中导体的研究，理解静电平衡状态的形成过程及特点，进一步发展运动与相互作用观。 2、科学思维：通过对尖端放电和静电屏蔽现象的分析，了解静电防止的原理，培养模型建构、科学论证等科学思维。 3、科学探究：通过尖形布电器、燃气爆炸等演示实验，增强证据意识、提升解释与交流等科学探究能力。 4、科学态度与责任：通过体验静电植绒和静电复印技术，认识科学、技术、社会和环境的关系，培养学以致用的科学态度与社会责任。 二、教学重难点 1、教学重点 （1）理解静电平衡的概念及特征； （2）了解生活中静电的防止与利用。 2、教学难点应用静电平衡知识认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象。 三、教法与学法 为了实现教学目标，突破教学重难点，本节课采用以问题为导向的教学法。 1、教法：以学生为中心，以问题为导引。（具体有设疑引导、实验演示、讲授谈话。） 2、学法：自主探究、合作学习、交流展示。（具体有观察讨论、合作探究、调查展示。） 四、学习活动设计 设计理念：以知识为线索，以自制演示实验为依托，通过任务驱动，设计学习活动落实能力目标和素养目标。 教学框架上由下列三个任务六个活动组成。 1、创设情境、引入新课 先通过生活中的情景 提出问题 1：自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器呢？学习了这节课相信大家能够找到答案。再创设实验情景 提出问题 2：用日光灯管靠近静电球，灯管在电场的作用下发光，再用金属罩套住灯管，灯管立即熄灭，为什么日光灯被罩住后就不发光了？ 设计意图：一方面是为了引入新课、激发学生的探究欲望，另一方面是为了通过对日光灯熄灭原因的猜想提出任务一的驱动问题。 任务 1：探究静电平衡状态下导体的特点驱动问题： 在本章第一节我们学过静电感应现象，不带电的导体放入带电导体的电场中会使得不带电的导体带上电？ 活动 1 理论探究：不带电的导体放入电场中导体内部场强特点（问题设计链）问题 1：如果将金属导体放入电场中，自由电子将如何移动？ 问题 2：自由电子定向移动会导致怎样的情况发生？ 问题 3：自由电子的定向移动会一直进行下去吗？ 问题 4：导体的内部会出现怎样的现象？ 学生自主探究 1、静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。 2、静电平衡状态：导体内的自由电荷不再发生定向移动的状态。 3、场强特点：内部电场强度处处为零。 【如何论证】：反证法 设计意图：提升学生利用已有知识进行自主探究的能力，强化学生的相互作用观，发展模型建构、科学推理、科学论证等科学思维。 活动 2 实验探究：静电平衡时导体的电荷分布特点 通过理论分析可知，静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，活动 2则是通过实验验证这一结论，并进一步探究导体表面电荷的分布特点，分别通过法拉点圆筒实验、尖形布电器实验探寻规律，并得出以下实验结论：电荷只分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。 任务二:探究如何防止静电的危害 驱动问题：导体尖端的电荷不断积累，最终会出现什么样的现象？ 活动 1 尖端放电现象的研究1. 演示实验 1：放电对比实验打开高压感应圈，增大电压，金属球开始放电，放置等高金属针，增大电压后，金属针放电，金属球不再放电，可见金属针比金属球更容易放电，之后建构模型，结合现象介绍尖端放电的原理，突破教学难点。然后让学生谈一谈：静电火花在生活中有哪些危害？如何防止？ 2、演示实验 2：燃