9.4 静电的防止与利用 课时教案（表格式）2025--2026年人教版高中物理必修第三册

9.4 《静电的防止与利用》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第三册第九章《静电场及其应用》的第四节，是静电场知识的实际应用延伸。教材通过生活实例引入静电的防止与利用，如静电复印、静电除尘、静电喷涂、油罐车拖铁链等，帮助学生理解静电现象在生产生活中的双重性。内容结构清晰，从“静电的危害”到“静电的防止”，再到“静电的利用”，层层递进，体现了“从物理走向社会”的课程理念，强化了物理学科的应用价值。
学情分析
高二学生已具备电荷、电场、库仑定律等基础知识，具备一定的抽象思维能力和实验观察能力。但对静电现象的实际应用理解较为零散，缺乏系统认知。学生在生活中常接触静电现象（如冬天脱毛衣产生火花），但对其原理和应对措施知之甚少。部分学生存在“静电无用甚至有害”的片面认知。因此，教学中需通过真实情境激发兴趣，借助实验与案例分析，引导学生辩证看待静电现象，提升科学思维与社会责任意识。
课时教学目标
物理观念
1. 理解静电积累的条件及其可能带来的危害，掌握常见的静电防止方法及其物理原理。
2. 了解静电在工业生产中的典型应用，如静电复印、静电除尘、静电喷涂等，能用静电场知识解释其工作原理。
科学思维
1. 能通过分析生活与工业中的静电现象，归纳静电“防止”与“利用”的物理本质，提升归纳与推理能力。
2. 能运用电荷守恒、电场分布、尖端放电等概念，对静电现象进行解释与预测，发展模型建构与逻辑推理能力。
科学探究
1. 能通过实验观察静电放电现象，设计简单的静电防止方案，并进行验证。
2. 能结合资料分析静电应用技术的工作流程，提炼关键物理环节，提升信息整合与问题解决能力。
科学态度与责任
1. 认识静电现象的双重性，形成辩证看待科学技术应用的科学态度。
2. 增强安全用电意识，理解科技发展应服务于社会福祉，树立社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 掌握静电防止的基本方法（接地、增加湿度、使用抗静电材料）及其物理原理。
2. 理解静电复印、静电除尘等典型应用的工作原理。
难点
1. 理解静电复印过程中“光导体”“静电潜像”“显影”“转印”等抽象环节的物理机制。
2. 运用尖端放电与电场分布知识解释避雷针、油罐车拖链等装置的工作原理。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
教具准备
静电发生器、验电器、金属球、尖端导体、接地线、PPT课件、视频资料、油罐车模型、复印机工作原理动画
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入：静电的“双面人生”
【5分钟】 一、生活现象引发思考 （一）、播放两段视频：
第一段：冬天脱毛衣时火花四溅，手指触碰门把手被电击，加油站因静电引发火灾的新闻报道。
第二段：工厂中静电除尘器高效净化空气，汽车喷漆车间静电喷涂均匀亮丽，办公室复印机快速打印文件。
引导语：同学们，同样是静电，为什么一边带来危险甚至灾难，另一边却为人类提供便利？静电到底是“敌人”还是“朋友”？今天，我们就来揭开静电的“双面人生”——《静电的防止与利用》。
（二）、提出驱动性问题：
1. 静电是如何产生的？在什么条件下会积累并放电？
2. 我们如何防止静电带来的危害？又如何巧妙地利用它为人类服务？
过渡语：正如爱因斯坦所说：“科学的不朽荣誉，在于它通过对人类心灵的作用，克服了人们在自己面前和在自然界面前的不安全感。”今天，我们就用科学的眼光，去掌控静电，化“危”为“机”。 1. 观看视频，感受静电的双重影响。
2. 思考并回答教师提出的问题。
3. 产生探究静电防止与利用的强烈兴趣。
4. 明确本节课的学习任务与目标。
评价任务 现象观察：☆☆☆
问题思考：☆☆☆
兴趣激发：☆☆☆
设计意图 通过对比强烈的视频情境，激发学生认知冲突，引发深度思考。以“双面人生”为主线，贯穿整节课，增强课程的连贯性与吸引力。提出核心问题，明确学习方向，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。
新知探究一：静电之“危”——危害与防止
【12分钟】 一、静电的危害分析 （一）、列举典型静电危害案例：
1. 医院手术室中，静电火花可能引燃麻醉气体，造成严重事故。
2. 电子工厂中，静电放电会击穿精密芯片，导致设备损坏。
3. 油罐车在运输过程中，油品晃动产生大量静电，若不及时导走，可能引发爆炸。
教师强调：静电积累的本质是电荷在绝缘体或孤立导体上无法及时导走，当电势差足够大时，就会发生放电现象。
二、静电防止方法探究 （一）、实验演示：接地防静电
1. 使用静电发生器使金属球带电，用验电器检测其带电状态。
2. 将金属球通过导线连接到大地（接地），再次检测，发现验电器箔片闭合。
3. 提问：为什么接地后电荷消失了？引导学生回顾“大地是良好的导体，可容纳大量电荷”。
（二）、情境分析：增加湿度防静电
1. 展示干燥冬天与潮湿雨季脱毛衣的对比视频。
2. 解释：空气湿度大时，水分子附着在物体表面，形成导电层，帮助电荷导走。
3. 引导学生思考：图书馆、计算机房为何常使用加湿器？
（三）、材料选择：使用抗静电材料
1. 展示普通塑料袋与抗静电塑料袋的对比实验：用摩擦起电法使两者带电，靠近碎纸屑，普通袋吸引明显，抗静电袋几乎无反应。
2. 解释：抗静电材料含有导电成分，可迅速导走电荷。
（四）、尖端放电与避雷针原理
1. 演示实验：将带电金属球靠近圆头导体与尖端导体，发现尖端处更容易产生电晕放电（可用荧光管靠近观察微弱发光）。
2. 解释：尖端处电场强度大，空气易被电离，电荷通过电离空气导走。
3. 结合图片讲解避雷针工作原理：将云层电荷通过尖端缓慢释放或引导至大地，避免剧烈放电。
过渡语：古人云“未雨绸缪”，我们对静电的防止，正是这种智慧的体现。通过接地、加湿、选材、利用尖端放电，我们为静电“修筑堤坝”，化险为夷。 1. 分析案例，理解静电危害的严重性。
2. 观察实验，理解接地导走电荷的原理。
3. 结合生活经验，理解湿度对静电的影响。
4. 通过对比实验，认识抗静电材料的作用。
评价任务 案例分析：☆☆☆
实验观察：☆☆☆
原理理解：☆☆☆
设计意图 通过真实案例增强学生的安全意识。实验演示直观呈现物理过程，帮助学生建立感性认识。采用“现象—原理—应用”三步法，层层深入，帮助学生构建知识网络。强调“尖端放电”这一关键物理机制，为后续学习静电应用打下基础。
新知探究二：静电之“利”——工业中的巧妙应用
【15分钟】 一、静电复印技术揭秘 （一）、播放静电复印工作原理动画：
1. 充电：光导体鼓（如硒鼓）在黑暗中被均匀充电，表面带正电。
2. 曝光：原稿图像的光线照射到鼓上，受光区域电荷被导走，未受光区域保留电荷，形成“静电潜像”。
3. 显影：带负电的碳粉被静电潜像吸引，附着在鼓上，形成可见图像。
4. 转印：纸张带正电，将鼓上的碳粉图像吸附到纸上。
5. 定影：加热加压，碳粉熔化固定在纸上。
（二）、关键问题引导：
1. 为什么光导体在光照下会失去电荷？（半导体特性）
2. “静电潜像”是如何形成的？与电场分布有何关系？
3. 碳粉为何能精确吸附？体现了静电的什么性质？
二、静电除尘与喷涂 （一）、静电除尘原理：
1. 展示工业静电除尘器结构图：含尘气体通过高压电极（电晕极）与集尘极之间。
2. 电晕极放电使气体电离，粉尘吸附离子带电。
3. 带电粉尘在电场力作用下向集尘极运动并沉积，净化气体排出。
4. 提问：为什么电晕极设计成细丝状？（利用尖端放电）
（二）、静电喷涂原理：
1. 喷枪使油漆微粒带负电，工件接地带正电。
2. 油漆微粒在电场力作用下飞向工件，均匀吸附。
3. 优点：节省涂料、涂层均匀、减少污染。
4. 提问：为什么静电喷涂能减少涂料浪费？（电场力引导，减少飘散）
过渡语：正如法拉第所说：“科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”我们今天所见的每一项静电应用，都是科学家用智慧将自然之力驯服为人类服务的杰作。 1. 观看动画，了解静电复印的五个步骤。
2. 回答问题，理解“静电潜像”等抽象概念。
3. 分析静电除尘与喷涂的物理原理。
4. 讨论静电应用的优势与社会价值。
评价任务 动画理解：☆☆☆
原理分析：☆☆☆
应用评价：☆☆☆
设计意图 通过动画直观展示复杂技术流程，降低认知难度。设置层层递进的问题链，引导学生深度思考，突破“静电潜像”等难点。将静电除尘与喷涂联系实际工业，体现物理的实用价值。强调“尖端放电”“电场力”等核心概念的迁移应用，促进知识整合。
合作探究：我是“静电工程师”
【8分钟】 一、任务发布 （一）、分组任务：
假设你是某电子厂的安全工程师，请为以下场景设计静电防止方案：
1. 装配车间工人操作精密电路板。
2. 仓库中存放大量塑料包装材料。
3. 厂区入口处防止人员带入静电。
要求：每组选择一个场景，结合本节课所学，提出至少两种防止措施，并说明物理原理。
二、小组讨论与展示 （一）、巡视指导：
1. 提醒学生从“接地”“湿度”“材料”“电离”等角度思考。
2. 鼓励学生结合生活经验与工业案例进行创新设计。
（二）、小组代表展示：
1. 第一组：建议工人佩戴接地手环，使用抗静电工作服，车间安装加湿器。
2. 第二组：建议使用抗静电包装材料，定期喷洒防静电剂，保持仓库湿度。
3. 第三组：建议设置静电消除门（含电离装置），地面铺设导电地垫。
教师点评：肯定学生的创新思维，强调方案的可行性与科学性。
过渡语：你们的设计，正是科学精神与社会责任的体现。每一个细节，都可能避免一次事故，守护一份安全。 1. 分组讨论，设计静电防止方案。
2. 合作交流，完善方案内容。
3. 小组代表展示设计成果。
4. 倾听他人方案，进行补充与评价。
评价任务 方案设计：☆☆☆
合作交流：☆☆☆
表达展示：☆☆☆
设计意图 通过角色扮演，创设真实问题情境，提升学生的问题解决能力与社会责任感。小组合作促进思维碰撞，培养团队协作精神。展示环节锻炼表达能力，教师点评强化科学思维与工程意识，实现“做中学”。
课堂总结：静电的智慧之光
【5分钟】 一、结构化回顾 （一）、知识梳理：
1. 静电之“危”：积累→放电→危害；防止方法：接地、加湿、抗静电材料、尖端放电。
2. 静电之“利”：复印、除尘、喷涂——核心是“电荷定向移动”与“电场力作用”。
（二）、升华总结：
今天我们学习的不仅是静电的防止与利用，更是一种科学思维的体现：辩证看待事物的两面性，用知识驾驭自然之力。静电曾是令人恐惧的“火花”，如今却成为复印机中的“画笔”、工厂里的“清洁工”。这正如居里夫人所说：“生活中没有什么可怕的东西，只有需要理解的东西。”当我们用物理的眼光去理解世界，就能将“危险”转化为“工具”，将“问题”转化为“创新”。愿你们今后也能用科学的智慧，点亮生活的每一个角落。 1. 跟随教师回顾本节课知识脉络。
2. 理解静电现象的双重性与科学应用价值。
3. 感受科学思维的力量与社会责任。
4. 树立用知识服务社会的信念。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
思维提升：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 通过结构化回顾，帮助学生构建清晰的知识框架。引用居里夫人名言进行情感升华，将物理学习与科学精神、社会责任相结合，实现“立德树人”的教育目标。以诗意的语言收尾，增强课堂感染力，留下深刻印象。
作业设计
一、基础巩固
1. 下列措施中，属于防止静电危害的是（ ）
A. 静电复印 B. 静电喷涂 C. 油罐车拖铁链 D. 静电除尘
2. 解释为什么在干燥的秋冬季节，脱化纤衣物时容易产生电火花？
二、能力提升
3. 简述静电除尘器的工作原理，并说明为什么电晕极通常做成细丝状？
三、拓展探究
4. 查阅资料，了解“静电植绒”技术的工作原理，并绘制其流程示意图，标注关键物理环节。
5. 设计一个家庭防静电小方案，如防止电视屏幕吸附灰尘、减少衣物静电等，写出具体措施及物理原理。
【答案解析】
一、基础巩固
1. C （油罐车拖铁链是为了将静电导入大地，防止爆炸）
2. 干燥空气中湿度小，化纤衣物摩擦易产生并积累静电；脱衣时电荷迅速释放，产生电火花。
二、能力提升
3. 含尘气体通过高压电场，电晕极放电使气体电离，粉尘带电；在电场力作用下向集尘极运动并沉积。细丝状可增强尖端放电，提高电离效率。
板书设计
静电的防止与利用
──────────────────────
一、静电之“危”
1. 危害：电击、火灾、损坏器件
2. 防止：
● 接地 —— 电荷导入大地
● 加湿 —— 水膜导走电荷
● 抗静电材料 —— 内含导体
● 尖端放电 —— 避雷针、电晕极
──────────────────────
二、静电之“利”
1. 静电复印：充电→曝光→显影→转印→定影
2. 静电除尘：电离→带电→吸附
3. 静电喷涂：带电漆粒→电场力→均匀吸附
──────────────────────
核心原理：电荷守恒、电场力、尖端放电
教学反思
成功之处
1. 以“双面人生”为主线贯穿全课，情境真实，激发兴趣，学生参与度高。
2. 实验与动画结合，有效突破“静电潜像”“尖端放电”等抽象难点。
3. “我是静电工程师”任务设计新颖，促进知识迁移与社会责任感培养。
不足之处
1. 静电复印原理较复杂，部分学生理解仍显吃力，需更多类比辅助。
2. 合作探究时间略紧，个别小组展示不够充分。
3. 可增加简易静电实验让学生动手操作，增强体验感。