1、 1.7 静电的应用及危害教学目标知识与技能1认识静电感应，知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。2知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体的外表面上；3知道静电屏蔽现象及其应用。过程与方法：通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。态度情感价值观：通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。教学重点 静电场中静电平衡状态下导体的特性，即其电荷分布、电场分布等是教学难点 运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因课时安排 2 教学用具教学方法 讲授、讨论、练习教学过程及内容
2、（一）复习提问，引入新课1.思考与讨论：（1）金属导体的微观结构如何？（2）自由电子怎样移动？（3）自由电子会在什么地方积聚？（4）电子的积聚会出现怎样的结果？（5）最终会出现怎样的现象？电场中的导体2问题：当我们把导体放入电场中，导体上的自由电荷处于电场中将受电场力作用，这时的导体与无电场时的导体相比有什么不同特征？引导学生分析总结：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质二、新课内容：（一）静电感应1演示实验静电感应现象静电感应现象：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷，这种现象叫静电感应现象当外电场撤掉，导体两端
3、电荷又中和，可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零将不带电的导体置于电场中时，导体那自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，该电场与外电场叠加，使导体内部的电场减弱，只要内部场强不为零，导体两面的正负电荷便继续增加，导体的内部电场就会继续削弱，直至导体内部的合场强都等于零的时候为止，这时导体内自由电子不再发生定向移动导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态总结：静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态特征：导体内部处处场强为零在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的特点2强调：处于静电平衡状态的导体
4、，内部场强处处为零而且处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上这是为什么呢？为了验证这一点，可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动（二）静电现象的应用1尖端放电 （1）演示尖端放电导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。这就是尖端放电引起的后果。原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空
5、气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“ 电风 ”吹动的结果。在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象（2）闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压” 造成伤害所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的
6、两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害 三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会（3）介绍几种避雷针和武当雷火炼殿2静电屏蔽实验一：通过高中物理课本（人教版修订本）序言中的一个实验引入新课，课本中是用感应起电机 给 装 有 小 鸟 的 金 属 笼 带 电 ， 而 金 属 笼 中 的 小 鸟 安 然 无恙，此处为了加强实验的演示效果和方 便 操 作 ， 将 感 应 起 电 机 换 成 用 高 压 感 应 线 圈 对 金 属 笼放电，提出问题，让学
7、生带着问题开始思考和学习。1静电感应实验二：静电感应实验这 一 段 的 教 学 主 要 采 用 学 生 观 察 实 验 并 加 以 解 释 的 方 法 ， 让 学 生 建 立 静电 感 应 的 概 念，并明白感应电荷的含义。放 入 电 场 中 的 导 体 ， 导 体 内 部 的 自 由 电 荷 由 于 受 到 电 场 力 的 作 用 ， 将 在导 体 内 部 重 新 分 布 ， 这 种 放 在 电 场 中 的 导 体 ， 自 由 电 荷 重 新 分布的现象，叫静电感应现象。此时导体两端出现的电荷叫感应电荷。2静电平衡A此处用以下几个问题，让学生结合课本研究静电平衡的过程 E0(1) 右图中“
8、”表示放入匀强电场E 0中的一段导体中的一些自由电子，匀强电场E 0方向水平向右，请 在 右 图 中 作 出 匀 强 电 场 E0对 这 些 自 由 电 荷 的 电 场力 的示意图。(2)你 认 为 这 些 自 由 电 子 在 电 场 力 的 作 用 下 将 向 那 一 端 迁 移 ， 迁 移 的 结 果将 使 导 体 左 右两侧分别堆积何种感应电荷?(3)感应电荷建立的电场分布情况如何，请在图中画出感应电荷建立的电场电场线的大致势布。(4)请在图中画出感应电荷建立的电场对这些自由电子的电场力示意图。(5)随 着 两 端 堆 积 的 电 荷越来越多，感应电荷的电场越来越强，最终是否还会有电荷的
9、定向移动？(6)最终感应电荷建立的电场与外电场叠加，导体内部场强应为多少?B最终引导学生得出结论：(1) 标志：自由电荷停止定向移动。(2) 特点：导体内部场强处处为零。3静电屏蔽(1) 根据处于静电平衡状态的导体， 内部场强处处为零的特点， 引导学生理解静电屏蔽的含义：导体壳可以保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。 实验三：静电屏蔽实验用感应起电机让金属导体球带电，导体球能够使放在它附近的验电羽张开，而用金属网罩将验电羽罩住之后，让金属导体球带电，验电羽将不会受到任何影响，此处让学生观察实验现象并能够合理解释。该实验由学生自己动手做，亲自感受静电屏蔽并能做出合
10、理的解释。实验四：法拉第笼实验用高压电电击金属网做成的金属笼，笼内站一人，笼内的人不受任何影响，而且可以用手触摸金属笼内壁，不会受任何影响。(2) 静电屏蔽的应用高压带电作业时所用的屏蔽服。让学生观察工人高压作业的图片，让学生想象屏蔽服的结构并作出解释。通信电缆外面包一层铅皮。(3) 空腔导体外部的屏蔽。实验五：用感应起电机给金属导体球带电，导体球与一个验电羽用一个金属笼罩住，另一个验电羽放在金属笼外，当给导体球带电时，内外两个验电羽都张开，当把金属笼接地时，笼内验电羽依然张开，而笼外验电羽不张开。该实验由学生自己动手做实验，引导学生总结出：不接地时，笼内外场强均不为零，而金属笼接地后，笼内场强不为零，而笼外场强为零。（由老师引导学生分析球壳内部放入点电荷，分析不接地时电场的分布情况，再分析接地后电场的分布情况，从而作出解释）板书设计静电现象的应用一、 静电感应静电平衡二、 静电现象的应用1.尖端放电2.静电屏蔽
