高中物理-静电感应现象的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

为了更好的发挥出本节知识和知识以外的价值，培养学生的物理核心素养，本节课采取教师引导，学生理论推理、实验探究、实验证明的方式进行。处于静电平衡状态的导体的特点是本节的重点，难点是对静电屏蔽、尖端放电的理解和应用。本节课是对前六节知识的一次综合，学生在推理的过程中对旧知识会有一个复习和应用的过趣、加深对知识的理解。我截取大型科学综艺类节目——“加油！向未来”中的一段精彩的“放电”视频，引发同学们的思考：为什么表演者的指尖会放出闪电，而其他部位不会放出闪电？表演者穿的衣服有什么特殊之处？以强烈的视觉冲击吸引学生注意力，激发他们学习本节课的愿望。温故知新1、什么是静电感应现象？2、静电感应现象的实质是什么？3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？++－－＋＋＋－若将导体接地则情况如何？左端接地呢？在讲解静电平衡时，通过精彩的动画，将在导体内部极短时间内达到的静电平衡，分解为三个部分，加深学生对于静电平衡的理解，利用清晰的语言，将静电平衡的原因讲明白，即：发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E'和原电场E0在导体内叠加为零时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。在讲解静电平衡特点时，引导学生通过静电平衡时导体周围电场分布的情况，得出静电平衡的特点。金属导体的特征：由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成+－－+－－＋＋＋－问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？金属导体内部有电场吗？．静电平衡：1）、静电平衡条件：2）、导体达到静电平衡特点：①②③+－－＋+－－＋＋＋－上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线典例精析：知识点一感应电荷产生的场强的计算+RLO+RLOq二导体表面电荷分布1）当导体达到静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体表面2）当导体达到静电平衡时，导体表面越尖的地方，电荷分布的密集度越大。导体表面越凹的地方，电荷分布的密集度越小。课本理论分析，“挤”的同斥异吸的理论分析。三、尖端放电视频演示尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离成正负离子，那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电尖端放电成因电荷分布。实验验证带电球壳外部带电，内部没有电荷。3)应用与防止应用举例：避雷针；防止举例：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电．回扣开始为什么指尖放点。静电平衡状态电势特点与电荷分布规律例2：如图4所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B总结：处于静电平衡状态的导体，其电荷只能分布在导体的外表面上．因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未被抵消的电荷．假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零．四、静电屏蔽1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽实验掩饰，高压放电金属罩内的人没有危险，引起学生思考。两种情况：①金属内部空间不受壳外部电场的影响②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响在讲解静电屏蔽时，利用静电平衡的特点，理论上引出静电屏蔽的两种情况，再通过实验进行这两种情况的验证。回扣，表演者穿什么衣服。小结。《静电现象的应用》是本章的难点内容，概念规律非常抽象。学生只有在老师的指导下参与探究全过程，才能深刻理解电平衡状态下导体的特点、规律，克服思维定势的负移和主观臆断的不良倾向，培养学生认真严谨的科学探究品质。本节是一节应用性较强的课程，主要是讲解静电感应在日常生活中的应用，重点在于培养学生的科学素养。在课程教学中，使用大量的物理实验进行教学，能够很好的激发学生的兴趣，提高学生学习物理的热情。根据《普通高中物理课程标准》（2017年版）中关于静电现象的应用内容为：了解生产生活中关于静电的利用与防护；能够会分析静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用；知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故。通过课程标准我们可以知道，这节课要求的了解范围内，因此在设计这节课时，我主要以让学生了解到和认识到静电现象在日常生活中应用，在广度上提高学生对静电现象应用的了解，增加学生物理学科的核心素养。在静电平衡讲解完成后，紧接着进行一道静电平衡的习题，考察点为静电屏蔽的特点。重点要求学生掌握达到静电平衡后，导体内部处处场强为零（即QUOTEE感E感=QUOTEE源E源，QUOTEE感E感方向与QUOTEE源E源方向相反）这一特点。学生在做这道习题时，出现审题不足、距离判断错误等问题，因此，这道题的选择是较为妥当的，既能让学生应用学过的知识解决问题，又能发现学生在做题时出现的问题。在讲解完课程的全部内容后，有三道题目供学生更好的理解与应用本节课的知识，前两道题主要是应用静电屏蔽的两条特点，最后一道题是一道较为综合性的题目，与前六节知识关联度大，考察学生的综合能力。通过课堂上学生的表现，能够反映出学生较好的掌握了这部分知识。巩固练习1．如图13所示，在真空中，把一个绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢靠近(不相碰)，下列说法中正确的是()A．B端的感应电荷越来越多[来源:学+科+网Z+X+X+K]B．导体内部场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强D．感应电荷在M、N两点产生的场强相等2．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是()A．导体内部既无正电荷，又无负电荷B．导体内部和外表面处的电场均为零C．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零D．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果3．如图6所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线．(用实线表示，要求严格作图)4．一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10－8C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图8所示，则A、B带电荷量分别为()A．QA＝1×10－8CQB＝1×10－8CB．QA＝2×10－8CQB＝0C．QA＝0QB＝2×10－8CD．QA＝4×10－8CQB＝－2×10－8C+ABC5．如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A、B、C三点的场强：+ABCA．EA≠0，EB=0，EC=0B．EA≠0，EB≠0，EC=0C．EA≠0，EB≠0，EC≠0反思这节课出现的主要问题，对学生认知情况的把握还不够，对学生理解欠缺的地方把握不足，准备不充分也是这节课程的一大问题。当然，教学时对于尖端放电这一部分的教学把握不足，这一部分虽然不是教学的重难点，但教学时只是概念性的提出两个结论，并未具体深入