9.4《静电的防止与利用》 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.4静电的防止与利用
一、教材分析
本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的过程。主要使学生了解生产生活中关于静电的利用与防护。分析讨论静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用。知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故。引领学生共同参与讨论这一过程，使他们明白自由电荷不再定向移动的条件。应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象，最后是静电在实际生产生活中的应用。
二、学情分析
金属导体达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程的分析却十分重要。一定要带领学生共同参与讨论，使他们明白自由电荷不再发生定向移动的条件。带电导体的电荷分布特点对于学生来说是十分深奥的问题，必须通过实验才能加深认识。静电屏蔽现象与静电屏蔽的应用都必须做好演示实验。
三、教学目标
物理观念:通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。
科学思维:掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。
科学探究:通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
科学态度与责任:经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。
四、教学重点
掌握静电平衡的概念、理解静电平衡的特征。
五、教学难点
应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象。
六、教学流程
七、教学过程
（一）问题导入 联系生活
问题1 生活中有哪些与静电相关的现像？
生活中的静电现象
1.干燥冬天，用手接触金属时会有触电的针刺感
2.静电火花引起汽油爆炸
3.自然界的雷电也是一种剧烈的放电现象
问题2 这些放电现象，有什么共同点吗？
知识回顾 分析应用
静电感应现象
问题3 把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？
问题4 导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？
（三）归纳总结，明确内涵
1、静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。
2、静电平衡状态下导体的特点：
内部电场强度处处为0。
电荷只分布在导体的外表面。
（四）实验观察，总结规律
问题5 小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
问题6 根据以上分析，思考如何避免静电火花？
问题7 生活中许多建筑物顶端都安装了避雷针，能够有效地防止雷击的危害。它的原理是什么呢？
尖端放电
做一做 同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。
静电屏蔽
静电屏蔽现象：
处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。
可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。
应用1 静电除尘
应用2 静电喷漆
应用3 静电复印
（五）合作共建，课堂小结
通过和学生一起进行课堂总结，帮助学生形成本节课的知识结构。
八、板书设计
问题导入联系生活
知识回顾分析应用
提出概念明确特点
实验观察
总结规律
讨论分享课堂小结
第4节 静电的防止与利用
一、静电平衡
1、静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。
2、静电平衡状态下导体的特点：
内部电场强度处处为0。
电荷只分布在导体的外表面。
二、尖端放电
静电屏蔽
静电屏蔽现象：
处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。
可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。
应用
静电除尘 静电喷漆 静电复印