電場中的導體

教學目標

知識目標
1、認識靜電感應，知道感應起電的原理和感應電荷正、負的判定。
2、知道靜電平衡狀態(tài)；理解靜電平衡的特點，導體內部的場強處處為零，電荷只分布在導體的外表面上；
3、知道靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用。

能力目標
通過觀察演示實驗及對實驗現(xiàn)象的分析，引導學生運用所學知識進行分析推理，培養(yǎng)學生分析推理能力。

情感目標
通過對實驗的觀察和推理，培養(yǎng)學生科學的研究方法，以及嚴謹認真的學習態(tài)度

教學建議

重點難點分析

一、基本知識點
1、靜電感應現(xiàn)象。
1、靜電平衡現(xiàn)象：導體中（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：
（1）處于靜電平衡的導體，內部的場強處處為零；
（2）處于靜電平衡的導體，電荷只分布在導體的外表面上。
3、靜電屏蔽現(xiàn)象：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零，這樣，導體殼就可以保護它所包圍的區(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、重點難點
1.靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導體的特性，即其電荷分布、電場分布等，這是本節(jié)的重點。
2.運用電場有關知識，分析、推理出實驗現(xiàn)象的成因，這是本節(jié)的難點，同時也是本章的難點。

教學建議

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

教學設計示例

一、教學用具

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

二、教學過程

主要教學過程

（一）復習提問，引入新課

1、問題1：導體的重要特征是什么，為什么它可以導電？

（對于這個問題，教師可以讓學生進行思考）

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

教師繼續(xù)展示圖片，同時講解導體之所以能夠導電是因為導體內部有大量自由電荷（關于該點可以讓學生簡單回答）

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

教師總結：若是金屬導體，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，從而引起導體的某些新的性質.

二、新課內容：

1、演示實驗視頻（內容參考視頻資料），最好教師演示實驗.需要注意的問題可以參考教學建議.

教師總結：

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

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

導體中（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：

①靜電平衡狀態(tài)：導體上處處無電荷定向移動的狀態(tài).

②特征：導體內部處處場強為零.在這個特征基礎上進行推論，可得靜電場中導體的特點.

2、教師強調：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零.而且處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只能分布在導體外表面上.這是為什么呢？為了驗證這一點，可采用反證法，若導體內部有凈電荷，電荷周圍有電場，那么導體內部電場強度將不為零，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”）

請學生思考，自己看書，并思考為甚么躲在籠子里的人沒有被強大的電流擊傷？

4、教師總結并強調.

共同討論書上101頁的“思考與討論”

5、布置課后作業(yè)