第12章第09节静电屏蔽教案02 人教版

第12章第09节静电屏蔽教案02 人教版

今天我们将接着前面静电感应的知识，介绍静电学中一种特殊的现象。 ‎ ‎§13~4 静电屏蔽 ‎【教学目的】‎ ‎1、巩固静电感应的知识，理解什么是静电平衡状态 ‎2、理解静电平衡的场强特征 ‎3、知道有关静电屏蔽的应用 ‎【教学重点】‎ 什么是静电屏蔽，以及它的相关应用 ‎【教学难点】‎ 静电平衡时导体的特点 ‎【教具】‎ 感应起电机、验电器一个、法拉第圆筒一个、有绝缘柄的金属球一个、有绝缘支架的金属球一个、金属网罩一个、电缆线 ‎【教学过程】‎ ‎○、复习＆引入 提问1：什么是静电感应？‎ 学生答问…→师生共同讨论，达成统一认识…（答：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫~）‎ 设问：学了电场之后，我们怎么理解静电感应？‎ 学生答问…→师生共同讨论，达成统一认识…（答：导体中的自由电子〈或离子〉受电场力作用而移动——从而形成电荷的不均衡分布）‎ 这里谈到的“移动”，会不会没完没了呢？我们今天来继续探讨这个问题。‎ 一、静电平衡 启发：大家能不能设想一下刚才这个问题后果或原因？‎ 学生思考、答问…→师生互动交流 过渡：究竟是怎样的呢？——‎ 板图教材P126图13−18甲。‎ 问题：电荷移到金属“边缘”后还会不会移动？‎ 学生答问：不会；空气是绝缘物质。‎ 板图教材P126图13−18乙，先画电荷在两个边缘面板的积聚。‎ 问题：大家观察，两个平行面板带上等量了异种电荷，这象一个什么场源？‎ 学生答问：匀强电场的场源。‎ 正面介绍：我们把这个电场称之为感应电荷的电场，通常用E′表示。与之相对应的，原来的那个电场就被称之为外电场E 。‎ ‎→补充版图教材P126图13−18乙，添加电场线。‎ 过渡：有了E′，我们首先要观察一下，E′的方向和E有什么关系？其次，我们还有必要思考这样的问题：①E′的大小是恒定的吗？和什么因素相关？②形成E′后，导体中的自由电子受哪些力的作用？③只要自由电子还在移动，会形成怎样的后果？‎ 学生讨论、答问…→教师正面表达…‎ ‎1、静电平衡：导体中（包括表面）没有电荷移动的状态。‎ 过渡：处于静电平衡的导体有什么特点呢？‎ 直接得出——‎ ‎2、特点：内部场强处处为零。‎ ‎“处于静电平衡的导体的内部场强为零”这个结论，我们还可以通过另一个角度去印证。下面我们先看一个演示——‎ 演示：法拉第圆筒实验 a、器材介绍 b、装置图，见图1‎ c、步骤…‎ 学生观察、思考→得出结论…‎ 处于静电平衡的导体，电荷只带在导体的外部。‎ 我们通常也把这个结论作为导体内部场强为零的重要辅证——因为如果导体内部存在（净）电荷的话，它就形成了一个新的场源，而这个场源激发的电场是不可能通过外电场E或者感应电荷电场E′来抵消的（同学们可以过细证明这个问题）。‎ 设问：导体的表面场强也为零吗？→师生共同对照教材P125图13−15，探究感应电荷激发电场的特征…→结论：表面场强不为零。‎ 过渡：我们都知道，自然界存在着各种各样的带电体，也就存在着各种各样的激发电场的场源。所以要找一个场强严格为零的点，是相当困难的。这也就意味着，我们在作各种电学实验的时候，都会必然受到其它电场的干扰。但是，当我们了解了处于静电平衡的导体的特点之后，我们可以设想一下：将处于静电平衡的导体的内部挖一出个空腔，再在这个空腔里作实验时，还会受到我们不希望的干扰吗？‎ 学生思考、答问…‎ 这种情形使我们发生一种什么联想？——这个空腔的存在，就象在纷繁的、喧嚣的世界中一下子寻找到了一个“世外桃源”、一个相对超脱的地方。我们把这种现象叫——‎ 二、静电屏蔽 所谓屏蔽，就是这个空腔的存在，象一个严密的屏风，或象一个防空洞、象一个掩体、一个遮蔽所。由于它的存在，隔离了、消除了外电场对我们造成的影响。‎ 而静电屏蔽的意思，是指这种遮蔽的形成是利用了静电平衡的原理。‎ 静电屏蔽：导体壳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。‎ 启发：下面我们对这个导体壳作一个讨论。如果是你去作这个导体壳，你是想作得厚一点好，还是薄一点好？是轻便一点好，还是沉重一点好？‎ 学生思考、讨论（伴以教师提示：导体壳的目的是什么？——毕竟不是防子弹；原理是什么？——只要能成功地达成静电感应就行）…‎ 归口：为了方便和节省材料，我们一般将“导体壳”做成轻便的金属网。‎ 演示实验：教材P126“实验”‎ a、器材介绍 b、步骤…‎ 学生观察、思考→得出结论…‎ 过渡：通过刚才的实验，我们演示了静电屏蔽的效果。那么，静电屏蔽在实际中会有一些什么应用呢？‎ 素材展示：a、电缆线的结构；b、照片（一些电器设备外部罩有金属网罩）。‎ 三、小结 本节我们学习了静电平衡的知识，以及由静电平衡特点所伸展的一个应用——静电屏蔽。学了这些知识后，我们还有必要了解：静电平衡除了指感应电荷停止移动的状态之外，也可以指接触传递电荷的稳定（不移动）状态，也就是说，它是一个广义的概念。但是，静电平衡的特点（一个基本的，两个补充的）却是普遍适用的。‎ 静电屏蔽则是静电学在实际领域的一个重要应用。‎ 学了这些知识后，我们课后还可以思考这样两个问题：‎ ‎1、在图2中，金属球的左边是一个点电荷，系统已经处于静电平衡状态。已知Q、d、r ，你能不能求出导体球的感应电荷在自身球心处激发的场强？‎ ‎2、教材P126的“实验”实现了网罩外部的电场不影响网罩内部的电学仪器，请你设想一下，如果网罩内部有净电荷，它激发的电场会对外部的电学仪器造成影响吗？如果不会，说明理由；如果会，怎样改善这种状况？‎ 四、作业布置 阅读教材；‎ ‎《优化设计》P86“同步练习”，做在书上 ‎【板书设计】‎ 注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。‎ ‎【教后感】‎ 静电平衡的广义性、带净电只在导体表面、法拉第圆筒实验，这一系列内容的添加十分别扭，讲述起来十分吃力！‎ 而且，由于实验（两个）准备时没有效果，课堂上根本就是没有做——一堂注重应用的课没有实验，就失去了支撑。这让一个授课者的底气消了一多半…‎ 计划有问题：“小结”部分的反馈练习一个都作不成。‎ 课备得太久（由于这样那样的活动，学生课时延误了），流程设计、语言组织就生疏了许多感觉很不好。第二堂好了一些（忘了带教案，居然更好）。‎ ‎（首次尝试灰色底纹的“演示实验“标示，居然打印不出效果。）‎