靜電的防止與利用教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)生能用原子結(jié)構(gòu)模型，分析靜電場中實心導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的受力及運動情況，概括處靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征，建構(gòu)物理模型。2學(xué)生通過靜電除塵等靜電現(xiàn)象的應(yīng)用的資料收集及理論分析，從物理學(xué)視角正確描述和解釋與靜電有關(guān)的自然現(xiàn)象，綜合應(yīng)用物理知識解決靜電的應(yīng)用與防護問題，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。3學(xué)生通過自制學(xué)具進行實驗探究，觀察，分析總結(jié)出帶電導(dǎo)體電荷分布的特點。通過探究式學(xué)習(xí)過程，加強學(xué)生間的交流與合作，提高科學(xué)探究素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點：1.重點：掌握靜電平衡的概念、理解靜電平衡的特征。2難點：應(yīng)用靜電平衡知識，認(rèn)識尖端放電現(xiàn)象和靜電屏蔽現(xiàn)象。教學(xué)過程一、新課引入自然界到處都有靜電。生產(chǎn)中的攪拌、擠壓、切割等活動，生活中的穿衣、脫衣、運動等過程都可能產(chǎn)生靜電。我們來看下這段《加油向未來》中的視頻。（播放靜電擊汽車的視頻）為什么站臺上的實驗員可以釋放“閃電”，為什么汽車?yán)锏募钨e安全無恙？帶著這兩個疑問，我們一起來學(xué)習(xí)《靜電的防止與利用》。設(shè)計意圖：通過震撼的科技實驗視頻，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和好奇心。新課教學(xué)靜電平衡同學(xué)們想一想，生活中有哪些與靜電有關(guān)的現(xiàn)象呢？大家都有這樣的體驗干燥的冬天，當(dāng)用手靠近金屬門板，有時會有被電擊的感覺，如果在暗處還能看到其間產(chǎn)生的靜電火花，這是火花放電現(xiàn)象，有時這樣的靜電火花也會引發(fā)巨大的事故，例如，醫(yī)院手術(shù)臺上，靜電火花有可能引起麻醉劑爆炸；煤礦里，靜電火花會引起瓦斯爆炸，加油站里，引起汽油爆炸……因此，靜電的危害必須引起人們的警惕。

我們?nèi)绾畏乐轨o電給我們帶來的危害呢？要想防止靜電火花的危害，我們先得弄明白這些放電現(xiàn)象的原理是怎樣的？人手靠近金屬門板時，金屬是導(dǎo)體，我們把這些現(xiàn)象發(fā)生的情境抽象為帶電體C靠近導(dǎo)體AB。導(dǎo)體A端會感應(yīng)出負(fù)電荷，B端感應(yīng)出正電荷，展示感應(yīng)起電圖片，復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。問題、把一個不帶電的導(dǎo)體放入電場強度為E的電場會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象?

金屬晶體結(jié)構(gòu)模型中，每個金屬陽離子周圍都有自由電子在其附近做無規(guī)則的熱運動，當(dāng)在其所處空間加一勻強電場E0，電子受電場力的作用向左移動，左端感應(yīng)出負(fù)電荷，右端感應(yīng)出正電荷。感應(yīng)電荷激發(fā)向左的電場，當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部合場強為零時，電子不再定向移動。導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。歸納總結(jié)：靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)部和表面都沒有電荷定向移動的狀態(tài)。導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強處處為零，即E感=E0，方向相反。問題3：靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)電荷不再定向移動，感應(yīng)電荷是怎樣分布呢？

演示實驗“驗電帆”，“尖端放電”視頻實驗現(xiàn)象：1、“驗電帆”帶電后，只有在驗電帆外側(cè)的驗電羽“飄”了起來，而內(nèi)部的驗電羽沒有任何變化2、帶電導(dǎo)體，只在尖端部分發(fā)生放電現(xiàn)象?？偨Y(jié)：由實驗現(xiàn)象可以知道處于靜電平衡時，導(dǎo)體上的電荷分布有以下兩個特點：1、導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。2、在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。2.尖端放電結(jié)合靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電荷的分布特點，PPT模擬動畫介紹尖端放電過程。尖端放電過程導(dǎo)體尖端電荷密度大，附近電場特別強，使空氣中的帶電粒子加速運動，獲得能量.帶電粒子與空氣中的中性分子碰撞，使空氣分子中的正負(fù)電荷分離，發(fā)生電離.新產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場作用下運動，與空氣分子碰撞，產(chǎn)生更多的正、負(fù)離子.與尖端帶異號電荷的離子將向尖端運動，與尖端電荷中和，相當(dāng)于尖端失去電荷，被稱為尖端放電.應(yīng)用：避雷針。播放避雷針模擬實驗視頻。避雷針“避雷”的原理是什么？雷雨云接近建筑物時，由于靜電感應(yīng)，金屬棒出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過尖端放電，使得空氣中的帶電粒子與空氣中的異號電荷中和，避免建筑物遭受雷擊.日常生活中，電子儀器外部加裝金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬網(wǎng)，高壓線路檢修人員要穿屏蔽服。實現(xiàn)靜電屏蔽不一定要用密封的金屬容器，金屬網(wǎng)也能起到屏蔽作用。野外高壓輸電線受到雷擊的可能性很大，所以在三條輸電線上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，使其免遭雷擊。同學(xué)們也可以利用尖端放電原理，課下自制電風(fēng)車。3.靜電屏蔽演示實驗靜電屏蔽罩上金屬網(wǎng)后金屬箔不張開想一想：將一個帶空腔導(dǎo)體置于靜電場中，導(dǎo)體電荷分布有何特點？導(dǎo)體中的電場強度是多大？展示帶空腔導(dǎo)體置于勻強電場中，達(dá)到靜電平衡后的電場線分布。導(dǎo)體殼壁電場強度為零，感應(yīng)電荷激發(fā)的電場與外電場在導(dǎo)體殼壁的合電場強度為零。若用空腔將儀器罩住，外界電場不會影響儀器問題5：你能解釋實驗操作員為何不會受到電擊傷害嗎？金屬網(wǎng)衣的作用是什么？（金屬網(wǎng)衣內(nèi)部電場強度始終為零，人處于電場為零的空間，不會受到外界電擊作用.）4.靜電吸附隨著工業(yè)發(fā)展，環(huán)境問題逐步引起人們重視。工廠排放的煙氣嚴(yán)重污染環(huán)境，其中很多顆粒仍然具有一定價值。如果能將其回收，可節(jié)約成本，減少對大氣污染。人們利用帶電粒子受到靜電力作用，設(shè)計制作靜電除塵裝置，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。請同學(xué)們閱讀教材21頁“靜電除塵”內(nèi)容，觀看自制小實驗靜電除塵視頻，并思考這兩個問題。問題1：靜電除塵器由哪些部分構(gòu)成？（靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成。A接幾千伏高壓電壓正極，B接高壓電源負(fù)極）問題2：靜電除塵的過程是怎樣的？（電離器B和收集器A存在很強的電場，電離器B附近的空氣分子被電離，產(chǎn)生大量正離子和電子。正離子運動到電離器B上，得到電子，成為分子。電子向A運動，與粉塵結(jié)合，使粉塵帶負(fù)電，粉塵被吸附到收集器A上，在重力作用下落入漏洞中。）自制實驗裝置完成靜電除塵過程。氣體電離→粉塵荷電→荷電粉塵運動到電極→粉塵收集課堂小結(jié)靜電現(xiàn)象的探究與學(xué)習(xí)，不僅可以使我們想到防止靜電危害的辦法，還能夠?qū)λ?/p>