2.3静电的利用与防护 教学设计-2025-2026学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

该高中物理教学设计聚焦“静电的利用与防范”核心内容，通过回顾静电基本性质（吸引轻小物体、电荷作用规律）及三种起电方式搭建知识支架，结合静电喷涂小视频引入新课，衔接旧知与实际应用。 以实验驱动教学，设计静电植绒、复印、除尘等演示实验（如矿泉水瓶模拟静电除尘），融合生活与工业案例，培养科学探究能力，通过讨论静电利弊渗透科学态度与责任，助力学生深化物理观念，提升教师教学实效。

2.3静电的利用与防护 【课题】静电的利用与防范 【授课对象】高二 【教材】粤教版必修三 【课时】第一课时 一、教材分析 本节选自粤教版必修三第二章第三节静电的利用与防护。经过前面的学习学生已经基本掌握了与静电场相关的基本概念和知识，这节课的重点在于应用。将理论知识与生活实际相结合，是从课堂走向实际生活的开始，也是物理知识在生活中的应用的生动体现，目的在于让学生认识到静电知识在生活中无处不在。本次课的设计流程与教材大致相同。首先通过静电喷涂的小视频引入新课，介绍静电喷涂的原理以及应用领域等，然后依次介绍并进行静电除尘、静电复印和静电植绒的演示实验。最后介绍避雷针从而完成尖端放电内容的讲解，并提出在生活中我们应该如何防范静电危害。 二、教学目标 1.物理观念：知道与静电有关的知识，明确静电的基本性质以及起电的三种方式。 2.科学思维：能够通过在实际问题过程中，对静电现象做出合理且正确的解析，清楚不同的利用方式所使用的静电原理，能够运用所学知识悉知如何防范静电。 3.科学探究：通过对静电植绒、静电复印、静电除尘的相关实验演示，帮助学生学会利用合理、科学的方法处理问题。 4.科学态度与责任：通过在生活中对静电的利用，帮助学生认识到静电的作用；同时，通过对生活中存在的静电造成的危害，让学生了解在实际生活中需要如何防范静电。以期让学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。 三、教学重难点 1.教学重点：静电的利用所采用的静电知识以及防范静电的方法。 2.教学难点：静电的利用所采用的静电知识以及防范静电的方法。 四、教学方法 讲授法、多媒体教学法、实验演示法、合作讨论法 五、教学过程 教学环节与教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 知识回顾 之前我们已经学习了静电相关的知识，我们先一起来回顾一下。首先，如果一个物体有吸引轻小物体的性质，说明该物体带电；其次，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；最后，使物体带电的三种方式分别是：摩擦起电、接触起电、感应起电。 学生跟随老师思路一起回忆相关知识。 帮助学生尽快进入课程状态，了解学生的知识掌握情况，并根据实际适时调整和改进教学进程。 新课讲解| |静电的利用 那么在生活实际中，我们如何利用静电，以及在面对静电可能带来的危害上，我们要如何防范呢？接下来就进入到我们今天的新课，静电的利用与防范。 静电喷涂小视频观看 首先我们先观看一则关于静电在汽车生产中应用的小视频，看完之后，请同学们仔细思考静电喷涂利用的原理究竟是什么呢？ 学生认真思考并配合完成问题的解答。 以小视频为导入，吸引学生的注意力，同时让学生进行讨论，使得课程流畅自然。 其实就是利用异种电荷相互吸引，使喷出来的油漆带上负电荷，被喷的物件与电源正极相连，带上正电荷，油漆就可以非常顺利的被吸引到物件上面，而且采用静电喷涂的效果会比传统的手工喷漆更好，上色更加均匀。 那么在静电的利用方面，除了静电喷涂，还有静电植绒。 静电植绒小实验的演示 在一些绒布上会用到静电植绒技术，在一些建筑模型中见到的植被上面的绒毛也是通过静电植绒的方法。那我们来简单的模拟一下静电植绒，老师这里有一个起电机，两块金属板，一张白纸，一个透明的展示箱，一些植绒粉，然后还有一根胶棒。接下来，请两名同学上台，一名同学帮老师在白纸上用胶棒随便画一下，另一名同学帮助老师摇动起电机，然后一起观察一下实验现象，然后一起思考一下，静电植绒的原理是什么？下面金属板所接触的植绒粉是带什么电的？ 学生积极配合老师完成实验，其他同学认真观察实验现象，总结实验原理。 通过老师的引导，让学生自行操作实验过程，深入体会静电现象的应用，其他学生在观察的过程中，也能够得到思维上的启发。 静电植绒也是利用的电荷之间同性相斥，异性相吸的性质，使绒毛带上负电荷，令其吸附到带正电的被植体上，与表面的黏合剂接触，并粘贴在上面，从而形成想要的图案。下面的金属板带负电。 生活中，我们常见的利用静电的地方还有静电复印。像许多手写试卷的样卷，都是通过复印得到的。 静电复印小实验的演示 那么接下来，我们再来做一个小实验，老师这里有一个橡胶手指套，还有一张白纸，我们请一名同学上来，帮我在这张白纸上用力的随便写，然后我们观察一下实验现象。 学生积极配合老师完成实验，其他同学认真观察实验现象，总结实验原理。 通过老师的引导，让学生自行操作实验过程，深入体会静电现象的应用，其他学生在观察的过程中，也能够得到思维上的启发。了解到原来“复印”可以如此简单。 静电复印在生产利用上，主要分为四个步骤，一是充电，通过复印机内部电路使有机光导体鼓在暗处带上正电；二是曝光，然后让强光照射到文件上面，文件反射的光通过光学成像在鼓上成像，亮出的OPC层变成导体，所带电荷流失，暗处则保留，这个时候就形成了“静电潜像”，与我们前面用橡胶摩擦白纸形成的看不见的带电图案原理相同；三是显像，潜像经过墨粉盒，使带负电的墨粉被吸附在鼓的表面带正电的部位，是潜像变成了可见的像；四是转印，然后将潜像部分经过复印纸时将掺有树脂胶的墨粉印在白纸上，白纸逐渐变成文件副本，最后纸从有机光导体鼓区域出来，定影器热晒新印的文件，让墨粉永久粘在纸上，纸张最后送出，文件复印流程完成。 最后，在环境保护方面，静电也大有用途，在工业生产中，需要排放大量的废气，为了使排放的废气达到合格的标准，工厂都需要对排放的废气进行除尘处理。接下来让我们简单模拟一下工厂他们是如何进行废气除尘的。 静电除尘小实验的演示 教师通过自制的实验器材，演示静电除尘。利用矿泉水瓶模拟圆柱筒，燃香模拟细小灰尘，借用起电机发电，制成简易除尘器。通过实验演示提问学生这个装置是如何实现静电除尘的？ 通过将正极与瓶身相连，负极与内部金属棒相连，通过二者之间形成的电场，从而使得空气分子被电离成电子和正离子，其中电子附着在尘埃上，使白烟微粒带上负电，并被吸附到金属圆筒上。 学生认真观察，总结实验现象。 不仅生活中处处是静电的应用，工业上，对静电的应用也无处不在，同时，展示工业除尘的简易装置图，给学生留下思考的引子，帮助培养学生的发散思维。 展示工业除尘的简易装置图。整个烟囱的外部与高压电的正极相连，内部的金属丝和高电压的负极相连。在金属丝和圆筒之间形成强电场，从而吸附尘埃，达到除尘的目的。并提问，尘埃带什么电？为什么呢？那究竟是如何带上负电的呢？ 以上我们学习了与静电利用相关的内容，包括静电喷涂、静电植绒、静电复印、静电除尘，他们都是利用了电荷之间的相互作用，其实生活中还有许多与静电相关的内容，比如，为什么一进电梯，手机的信号就不好了呢？其实这涉及到了静电屏蔽的相关内容感兴趣的同学课后可以查阅更多的资料进行了解。 那么我们都说任何事物都有两面性，在生活中，我们除了可以利用静电之外，静电的存在有时候也会给我们带来了一些困扰？同学们能简单举例说明一下吗？比如说，在秋冬天的时候，接触铁门，或者是穿毛衣的时候，都会有被电到麻麻的感觉。那么有是什么小妙招可以帮助我们防范静电吗？ 新课讲解| | 静电的防范 静电的危害 教师展示生活中存在的静电现象以及在生产安全中静电现象带来的困扰和危害的图片和视频，引导学生探讨静电防范的措施。 通过播放静电的危害的小视频，吸引学生的注意力，同时，通过视频的震撼效果，让学生深刻认识到，静电现象也会给我们的生活生产带来危害。 静电的防范——控制静电的产生，保持空气湿润，防静电服 首先第一个方面，我们可以控制静电的产生。首先我们来看一个表格，从表格中，同学们有发现什么？ 研究表明，保持空气的湿润，可以有效的减少静电的产生。 其次，我们可以选择穿棉质的衣服，从而减少摩擦产生静电。 同学认真思考并回答问题 通过表格的展示分析，提高学生从图表中提取关键点的的能力，同时让学生意识到，减少静电的产生，可以有效的防范静电。 除了减少静电的产生，我们还有什么方法可以防范静电吗？是的，没错，我们可以将产生的静电导走，从而达到防范静电的目的。 静电的防范——将产生的静电导走，良好的接地和避雷针 比如说，用皮毛摩擦过的金属棒接触验电器使其带电，然后用螺丝刀的橡胶头接触，轻微中和电荷，如果换成手握的金属端接触，可以完全将电荷导走。请问这个是什么原理？ 是的，就是通过良好的接地使得电荷被中和掉。 同学认真观察实验现象并回答。 通过学生先说，教师后总结的方式，在教学过程中，潜移默化，锻炼学生的语言表达能力和总结能力，帮助学生将知识内化于心。 比如说在雷雨交加的天气中，我们如何去防范闪电？ 避雷针。那么避雷针是如何有效防范静电的呢？其实这个里面涉及到一个尖端放电的原理。首先，我们看到如图所示的导体的电荷分布图，可以观察到这个导体上的电荷分布不均匀，其中尖端的电荷分布更密集，意味着尖端的电场更强，那么由于这个强电场，使他附近不带电的空气分子中的正负电荷分离，我们把这种现象称作空气的电离，从而产生了尖端放电现象。 那么接下来我们分析一下，避雷针的工作原理。在雷雨天气中，假设当高楼的云层中带着大量的某种电荷，通过静电感应，避雷针和高楼顶部附近就会带上大量的异种电荷，因此避雷针的尖端就聚集了大量的异种电荷，从而产生的强电场，从而导致他附近的空气分子被电离，使得正负离子各自奔向其异种电荷，进行中和，因此在避雷针和云层之间就形成了一个导通的状态，从而就有了我们看到的电弧。同时，可以看到避雷针是跟地面良好接触的，使得闪电被很好的导入大地。这就是避雷针的工作原理。 课程总结 回顾总结 教师带领学生回顾总结今日所学知识，如果时间充足，带领学生完成学习笔记上的相关内容，并布置今天的练习，以及课后思考题：在静电利用方面，除了以上提到的内容，生活中还有没有其他利用到静电的地方？课后请自主设计完成一个静电小实验。 六、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $