电场中的导体教案
教学目标知识目标
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。
能力目标
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。
情感目标
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
教学建议
重点难点分析
一、基本知识点
1、静电感应现象。
1、静电平衡现象: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。
2、静电平衡状态的特点:
(1)处于静电平衡的导体,内部的场强处处为零;
(2)处于静电平衡的导体,电荷只分布在导体的外表面上。
3、静电屏蔽现象:处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,这样,导体壳就可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
二、重点难点
1.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,这是本节的重点。
2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因,这是本节的难点,同时也是本章的难点。
教学建议
1、在教学中要明确:我们研究静电平衡状态、导体静电平衡时的特点,是通过理论分析得到的.这就要求在讲解时,首先以电场的基本性质为基础,调动学生的积极性,师生共同活动,使得学生清楚的知道推理过程,以及结论和结论的由来,达到发展学生思维想象能力的目标.
2、在教材中,讲解了一些验证性实验,使分析和推理得出的结论能够通过实验得到验证,巩固学生对理论的理解.教师在实验前可以让学生思考实验的理论基础,另外可以借助媒体再现使学生对实验过程、现象更好的掌握.
3、关于演示实验的建议:
实验前做好实验的准备,如:应用法拉第圆筒演示静电平衡导体,其内部应确定无净余电荷.
在为学生讲解时注意强调实验的目标,不要让学生死记硬背实验的结论,可以通过习题加深对结论的理解.
教学设计示例
一、教学用具
金属网罩(一个),验电器(两个),法拉第圆筒,验电球,起电机.枕形导体(可以分开)、带有绝缘支架的金属球一个,放映机,投影仪,幻灯片.
二、教学过程
主要教学过程
(一)复习提问,引入新课
1、问题1:导体的重要特征是什么,为什么它可以导电?
(对于这个问题,教师可以让学生进行思考)
教师讲解:我们知道电场的重要性质就是对放入其中的电荷有力的作用,这节课我们要学习的就是电场对放入其中的导体的作用.(展示如下图片)
教师继续展示图片,同时讲解导体之所以能够导电是因为导体内部有大量自由电荷(关于该点可以让学生简单回答)
2、问题2: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.
教师总结: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:
1、演示实验视频(内容参考视频资料),最好教师演示实验.需要注意的问题可以参考教学建议.
教师总结:
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,导体两端电荷又中和,可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零.
教师出示图片并讲解: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.
教师总结:
①静电平衡状态:导体上处处无电荷定向移动的状态.
②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、教师强调:处于静电平衡状态的导体,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.
演示实验2:演示多媒体课件“法拉第圆筒实验”,如图所示(条件允许,教师可以课堂现场演示).
3、用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽:
(1)演示视频资料:静电屏蔽
(2)出示法拉第笼的图片
(3)演示静电屏蔽的课件(以上媒体资料参考“多媒体资料”)
请学生思考,自己看书,并思考为甚么躲在笼子里的人没有被强大的电流击伤?
4、教师总结并强调.
共同讨论书上101页的“思考与讨论”
5、布置课后作业
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