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電場中的導(dǎo)體

電場中的導(dǎo)體

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)
1、認(rèn)識靜電感應(yīng),知道感應(yīng)起電的原理和感應(yīng)電荷正、負(fù)的判定。
2、知道靜電平衡狀態(tài);理解靜電平衡的特點(diǎn),導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上;
3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。

能力目標(biāo)
通過觀察演示實驗及對實驗現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行分析推理,培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。

情感目標(biāo)
通過對實驗的觀察和推理,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法,以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度


教學(xué)建議

重點(diǎn)難點(diǎn)分析

一、基本知識點(diǎn)
1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象。
1、靜電平衡現(xiàn)象:導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷的定向移動的狀態(tài),叫做靜電平衡。
2、靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn):
(1)處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零;
(2)處于靜電平衡的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。
3、靜電屏蔽現(xiàn)象:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,這樣,導(dǎo)體殼就可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域,使這個區(qū)域不受外部電場的影響,這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)
1.靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性,即其電荷分布、電場分布等,這是本節(jié)的重點(diǎn)。
2.運(yùn)用電場有關(guān)知識,分析、推理出實驗現(xiàn)象的成因,這是本節(jié)的難點(diǎn),同時也是本章的難點(diǎn)。

教學(xué)建議

1、在教學(xué)中要明確:我們研究靜電平衡狀態(tài)、導(dǎo)體靜電平衡時的特點(diǎn),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(zhì)為基礎(chǔ),調(diào)動學(xué)生的積極性,師生共同活動,使得學(xué)生清楚的知道推理過程,以及結(jié)論和結(jié)論的由來,達(dá)到發(fā)展學(xué)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(jié)論能夠通過實驗得到驗證,鞏固學(xué)生對理論的理解.教師在實驗前可以讓學(xué)生思考實驗的理論基礎(chǔ),另外可以借助媒體再現(xiàn)使學(xué)生對實驗過程、現(xiàn)象更好的掌握.
3、關(guān)于演示實驗的建議:
實驗前做好實驗的準(zhǔn)備,如:應(yīng)用法拉第圓筒演示靜電平衡導(dǎo)體,其內(nèi)部應(yīng)確定無凈余電荷.
在為學(xué)生講解時注意強(qiáng)調(diào)實驗的目的,不要讓學(xué)生死記硬背實驗的結(jié)論,可以通過習(xí)題加深對結(jié)論的理解.

 


教學(xué)設(shè)計示例

一、教學(xué)用具

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

二、教學(xué)過程

主要教學(xué)過程

(一)復(fù)習(xí)提問,引入新課

1、問題1:導(dǎo)體的重要特征是什么,為什么它可以導(dǎo)電?

(對于這個問題,教師可以讓學(xué)生進(jìn)行思考)

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

教師繼續(xù)展示圖片,同時講解導(dǎo)體之所以能夠?qū)щ娛且驗閷?dǎo)體內(nèi)部有大量自由電荷(關(guān)于該點(diǎn)可以讓學(xué)生簡單回答)

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

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

二、新課內(nèi)容:

1、演示實驗視頻(內(nèi)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(xué)建議.

教師總結(jié):

靜電感應(yīng)現(xiàn)象:在沿著電場強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)外電場撤掉,導(dǎo)體兩端電荷又中和,可見靜電感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體上凈電荷仍然為零.

教師出示圖片并講解:將不帶電的導(dǎo)體置于電場中時,導(dǎo)體那自由電荷受力,發(fā)生定向移動,從而重新分布.重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)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(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱,只要內(nèi)部場強(qiáng)不為零,導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷便繼續(xù)增加,導(dǎo)體的內(nèi)部電場就會繼續(xù)削弱,直至導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)都等于零的時候為止,這時導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動.

導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷的定向移動的狀態(tài),叫做靜電平衡狀態(tài).

教師總結(jié):

①靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體上處處無電荷定向移動的狀態(tài).

②特征:導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零.在這個特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論,可得靜電場中導(dǎo)體的特點(diǎn).

2、教師強(qiáng)調(diào):處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)處處為零.而且處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上.這是為什么呢?為了驗證這一點(diǎn),可采用反證法,若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷,電荷周圍有電場,那么導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度將不為零,電荷將發(fā)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(xiàn)場演示).

3、用靜電平衡現(xiàn)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(xué)生思考,自己看書,并思考為甚么躲在籠子里的人沒有被強(qiáng)大的電流擊傷?

4、教師總結(jié)并強(qiáng)調(diào).

共同討論書上101頁的“思考與討論”

5、布置課后作業(yè) 


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