沪科版高中物理选修3-1 第一章《静电与生活》课件
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
学校：包头市百灵庙中学 学科：高二物理 编写人：史殿斌 审稿人：
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
【教学目标】
1．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，知道处于静电平衡导体的特征。
2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
【教学重点】了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象
【教学过程】
知识点一：静电平衡状态下导体的电场
1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的 受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现 电荷，在CD面上将出现
电荷．这就是 。
2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于 时，导体内的自由电子不再发生 ，导体达到了 。
3．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度 ；感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等，方向相反，合电场的电场强度为 。
4．处于静电平衡状态的导体，其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的 。整个导体是个 。它的表面是个 。
知识点二：导体的电荷分布
1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 。
2．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) ，凹陷的位置几乎没有电荷．
3．在导体外表面，越尖锐的位置电场强度 ，电场线分布 。
静电与生活教学设计
静电与生活教学设计
《静电与生活》教学设计
一、 教学内容分析
《静电与生活》是人民教育出版社20XX年版高中《物理》教材选修3-1中第一章《静电场》的第六节内容，建议课时数为1课时。本节内容在《静电场》这一章中有着承上启下的作用，前面学习的电荷、电场等理论知识在这一节中得到了应用和延伸，为后续学习电磁感应、交流电等知识打下基础。本节内容主要包括两个部分：一是静电的防止与利用；二是静电与生活的联系。通过本节课的学习，学生能够了解静电现象在日常生活中的应用以及防止静电危害的方法，通过理论联系实际，可以提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、 学生情况分析
教学对象为高中二年级的学生，他们已经具有一定的物理基础和认知能力，同时也具备了一定的探究精神和合作意识。学生对于日常生活中常见的静电现象比较熟悉，但是缺乏对其本质和原理的理解。此外，学生对于如何利用静电现象为生活服务以及如何防止静电危害等方面的知识还比较欠缺。因此，本节课通过实验探究、案例分析、小组讨论等多种方式，引导学生深入了解静电现象，掌握其原理和应用，同时培养学生的探究能力和创新意识。
三、 教学目标
1. 理解静电现象及其产生原因，掌握防止静电危害的方法。
2. 了解静电在日常生活中的应用，能够运用所学知识解决实际问题。
3. 通过实验探究、小组合作等多种方式，培养学生的探究能力和创新意识。
4. 让学生认识到物理与生活的密切联系，提高学生对物理学习的兴趣和积极性。
四、 教学重点与难点
1. 教学重点：静电的防止与利用，了解并掌握防止静电危害的方法。 2. 教学难点：静电在日常生活中的应用，如何运用所学知识解决实际问题。
五、 教学策略与手段
本节课采用实验探究、案例分析、小组讨论等多种教学方法和手段，通过问题的引导和启发，营造积极参与、主动探究的学习氛围，发挥学生的主体性和教师的主导作用。同时，充分利用多媒体教学资源，将抽象的物理知识变得形象生动，增强学生对知识的理解和记忆。
第一章7 静电现象的应用—2020-2021 高中物理选修3-1学案
1 / 14 7 静电现象的应用
素养目标定位)
※
理解静电平衡状态及特点
※ 知道静电平衡时导体上电荷的分布特点
※ 了解生活中的静电现象及应用
,
素养思维脉络)
知识点1 静电平衡状态
1．静电感应现象
处于电场中的导体，由于__电场力__的作用，电荷出现__重新分布__的现象。
2．静电平衡状态
导体中(包括表面上)没有电荷__定向移动__的状态。
3．静电平衡状态的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强__处处为零__。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面__垂直__。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个__等势体__，导体的表面为__等势面__。
知识点2 导体上电荷的分布
1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的__外表面上__。
2．在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)__越大__，凹陷的位置__几乎没有__电荷。
知识点3 尖端放电
1．电离
在导体尖端强电场的作用下，使空气分子中的__正负电荷__分离，这种现象叫做空气的电离。 2 / 14 2．尖端放电
由于导体尖端的__电荷密度__很大，其附近电场__很强__，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的__带电粒子__，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被__吸引__到尖端，跟尖端上的电荷__中和__，这相当于尖端__失去__电荷，这个现象叫尖端放电。
3．应用和防止
(1)应用：__避雷针__是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
(2)防止：高压设备中导体的__表面尽量光滑__会减少电能的损失。
知识点4 静电屏蔽
1．定义
当金属外壳达到静电平衡时，内部__没有__电场，因而金属的外壳会对其__内部__起保护作用，使它__内部__不受__外部电场__影响的现象。
2．应用
电学仪器外面有__金属壳__，野外高压线上方还有__两条导线__与大地相连，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。
高中物理选修3-1第一章静电场
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-- 快乐课堂高中物理精讲
人民教育出版社（简称“人教版”） 选修3-1
第一章 静电场
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说明：课本和一般辅导书已有内容，一般不再重复。
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《普通高中物理课程标准》关于高中物理的描述
第一部分 前言
物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展，继而推动了人类社会的变化。
课程性质
高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。
高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。
选修3－1
物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技术应用，它是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中，学生将比较全面地学习物理学及其技术应用，了解它与社会发展以及人类文化的互动作用。
场是除实物以外物质存在的另一种形式。学生将通过电场和磁场的学习加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。 --
-- 电磁学的研究成果及其技术应用改变了人类的生活。现代生活中处处都会遇到电的知识。本模块对于进一步学习科学技术是非常重要的。
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《普通高中物理课程标准》关于本章内容的标准要求
（1）了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 例： 了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施。 （2）知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 （3）了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 （4）知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 例： 分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理。 例： 观察静电偏转，了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理。 （5）观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 例： 使用闪光灯照相。查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯中的作用。
高中物理选修3-1第一章 7 静电现象的应用--学生版
1 7 静电现象的应用--学生版
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点.2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因．
科学探究：1.观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识进行分析推理的方法.2.查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用．
科学思维：会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强．
一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布
1．静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态．
2．静电平衡状态的特征：
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0.
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．
3．导体上电荷的分布：
(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面．
(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．
二、尖端放电和静电屏蔽
1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象．
2．尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．
尖端放电的应用与防止：
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失．
3．静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫做静电屏蔽．
静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连．
2
判断下列说法的正误．
(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零．( )
(2)静电平衡时，导体内的自由电子处于静止状态．( )
(3)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．( )
《静电场》解说教材
选修3-1第一章《静电场》解说教材
一、课程标准的要求
1．了解静电现象及其在生活和生产中的应用，用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
2．知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与同一性。
3．了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。
4．知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。
5．观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。
二、课时安排建议：
• 第一节：电荷及其守恒定律 一课时
• 第二节：库仑定律 一课时
• 第三节：电场强度 二课时
• 第四节：电势能和电势 三课时
• 第五节：电势差 一课时
• 第六节：电势差和电场强度的关系 一课时
• 第七节：静电现象的应用 一课时
• 第八节：电容器的电容 二课时
• 第九节：带电粒子在电场中的运动 二课时
三、教材分析
1.基本线索
电荷在电场中受力-电场强度-电场力做功-电势能-电势-电势差-静电感应-电容器-带电粒子在电场中的运动
2.核心内容 ——六组“两个”
• 两个概念: 电场强度和电势
• 两种电场：点电荷电场和匀强电场
• 两个基本规律：电荷守恒定律和库仑定律
• 两种图线：电场线和等势线
• 两个具体问题：静电感应和电容器
• 两种运动：带电粒子在电场中加速和偏转
高中物理选修3-1《静电屏蔽》教学设计
高中物理选修3-1《静电屏蔽》教学设计
教学目标：
1. 了解静电场的特点和常见应用；
2. 掌握静电屏蔽的原理和方法；
3. 能够正确使用静电屏蔽材料和器件。
教具准备：
1. 静电场示意图；
2. 静电器件和静电屏蔽材料；
3. 实验器材（如电荷计、外壳）。
教学内容及其安排：
一、引入（5分钟）
1. 引导学生思考静电现象的普遍存在性，引入“静电场”的概念；
2. 告诉学生本节课的主题，即静电屏蔽的原理和方法。
二、讲解静电场的特点和常见应用（15分钟）
1. 概述静电场的特点，如静电力、电势能和电场线等；
2. 示范静电场在实际生活中的应用，如电子产品、静电印刷和静电除尘等。
三、讲解静电屏蔽的原理和方法（20分钟）
1. 介绍静电场的产生原理，如摩擦、接触和电子转移等；
2. 解释静电干扰的原因，即静电场的传导、辐射和感应；
3. 示范静电屏蔽的原理和方法，如使用金属或导电材料作为屏蔽壳体，并保证接地良好。
四、展示静电屏蔽的实验（20分钟）
1. 展示如何制作静电屏蔽外壳，如选择合适的金属材料、构造良好的接地电路；
2. 展示使用电荷计和静电屏蔽器件对静电场进行测量和屏蔽效果的验证。 五、小结（5分钟）
1. 总结本节课重点和难点；
2. 提出“用一句话说说静电屏蔽的原理和目的”的问题，让学生进行回答。
教学方式：
1. 讲解结合示范、实验等多种方式；
2. 广泛采用互动式教学。
教学评价方式：
1. 观察学生在课堂上的表现，包括听课纪律、参与度等；
2. 通过作业、考试等方式考察学生的掌握程度和运用能力。
拓展延伸：
学生可以深入了解如何防止静电危害和如何利用静电力提高生产效率。同时，学生可以自主探究静电屏蔽的其他应用领域，如军事、医疗和环保等领域。
1.1《静电现象与电荷守恒》教学反思
《静电现象与电荷守恒》教学反思
本节内容选自沪科版高中物理选修3-1第一章第一节《静电现象与电荷守恒》，既是对初中电学基本知识的深入，也是学习高中电学内容的预备性知识，在教材中起着承上启下的作用。
本节课的关键概念包括：静电现象、静电感应、感应起电等，本节课的重要规律是电荷守恒定律，本节课的重要结论是产生静电的过程是电子在物体间或物体内部的转移。本节课另一个规律是感应起电的导体两端电性与带电体遵循“远同近异”的规律。
针对本节课的教学内容和学生的学习水平，确定以下重点难点内容，重点：（1）使物体带电的三种方法及本质；（2）电荷守恒定律；（3） 微观角度分析带电过程的方法；难点：感应起电的本质。
为了让学生能有效的掌握本节课的重要概念、事实和规律，在备课过程中，我采用了如下措施：（1）导学案：提前发放导学案使学生在课前能对本节课的重点难点内容有一定的了解，通过预习掌握部分较容易的知识，节约课堂时间，提高课堂效率；（2）实验仪器：毛皮和橡胶棒、丝绸和玻璃棒、验电器、两个带箔片的枕形导体、起电盘；（3）多媒体课件：采用多媒体演示雷电视频、生活中常见的静电现象、原子的内部结构、感应起电的实验视频等，丰富课堂内容，加深课堂容量，提供形象模型，演示课堂实验，帮助学生更加高效的学习本节内容。
由于对本节课准备的比较充分，因此课堂效果较好。总的来看，本节课成功之处有以下几点：
（1）较好的调动了学生的积极性。本节课以电闪雷鸣为素材引入新课，调动了学生的兴趣，并通过学生上台演示毛皮摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑、带电的橡胶棒接触验电器使验电器箔片张开、橡胶棒靠近验电器箔片张开等现象，并通过实验视频进一步提升课堂的探究性和趣味性，充分地发挥了学生主动思考探究的能力。对于重点知识摩擦起电和感应起电的本质教学中，请学生上台解释两种带电方式的微观本质，较好的体现了学生的主观能动性，把课堂交给学生。
（2）实验的效果比较明显。为了让全班同学都能看见实验现象，我采用了以下措施，第一，用摄像头连接大屏幕，便于后排同学观看；第二，给验电器一面覆盖暗色的纸，便于学生更清晰的观看验电器金属箔片的张开情况；第三，给本来没有附带金属箔片的两个枕形导体下方安装了金属箔片。通过以上三点措施，本节课的实验效果比较理想，为本节课的学习奠定了一定的基础。
《静电屏蔽》教学案例
《静电屏蔽》教学案例
【教材】普通高中课程标准实验教课版高中物理选修3-1第一章第7节
【设计思想】本节内容有以下特点：篇幅较短，但涉及知识点较多，在教学中既要适当拓展又要紧扣课程标准，把握教学深度；知识抽象，仅靠理论分析，学生不宜接受，我设计了相应的实验和课件，增强学生感性直观认识。此外，还补充相应习题对所学知识进行巩固；与本节知识相联系的生活事例较多，但学生平时对这些现象缺少观察和分析，故需查阅资料，丰富本节内容，培养学生理论联系实际的能力，激发学习兴趣；本节内容不属于本章重点，但和电学内容联系紧密，本节知识也主要是通过对前面所学知识的分析得到，通过本节教学，还要达到巩固所学知识，培养学生理论分析能力的目的。
【教材分析】《静电屏蔽》普通高中课程标准实验教课版高中物理选修3-1第一章第7节内容。本节教材在高中教材中是一节思维难度较大的典型课例，侧重在生产生活中的应用，但其原理，即从静电感应到静电平衡的动态过程仍是教学的重难点。
【学情分析】学生学习静电屏蔽知识之前，已具备了电场强度，电场线等基础知识，对静电感应现象有所了解，这些为学习本节课奠定了良好的知识基础。
【教法设计】
实验法、CAI课件模拟法、设计系列问题引导学生思维、推理法、讨论法。
授课内容 §1.7 静电屏蔽
教学用书 普通高中课程标准实验教课版高中物理选修3-1第一章第7节
教学目标 一、知识与技能
1、知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态；
2、理解静电平衡时，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、知道静电屏蔽及其应用。
二、过程与方法
1、培养学生的观察能力，逻辑推理的能力，分析问题的能力；
2、掌握分析和综合等思维方法。
三、情感、态度与价值观
1、使学生在理解知识、获取知识的同时体会到了理论联系实际的意义；
2、渗透具体问题具体分析的方法。
教学重点 静电平衡导体的场强和净电荷分布的特点
普通高中物理课程标准实验教科书的特点和编写思路沪科版选修3-1
沪科教版普通高中物理课程标准实验教科书
《物理3-1》的编写思路和特点
沪科教版普通高中课程标准实验教科书选修《物理3-1》，是按照《基础教育课程改革纲要（试行）》的精衶，根据《普通高中物理课程标准（实验）》的要求编写的。教科书力图全面落实课程标准对选修模块的要求，体现课程改革的理念，认真貫彻和完成高中物理课程标准所规定的教育内容和任务，以实现整体提高学生科学素养的总目标。
根据课程标准的要求，我们将电场、磁场和电路三个方面的知识，按照其内在的逻辑联系，通过观察实验和分析论证两条主要途径，构建成“电荷的相互作用”、“电场与示波器”、“从电表电路到集成电路”、“探究闭合电路欧姆定律”、“磁场与回旋加速器”五章内容。
一、本册教材的特点与编写思路
教科书比较完整，系统地展示了电磁学中“场”和“路”的核心内容，通过分析论证和实验探究两条途径引导学生自主学习，让他们在主动地索取知识，训练技能，在探索知识与训练技能的过程中，体验物理学思想、方法的重要性，受到情感、态度与价值观的熏陶，比较好地体现了课程改革的三维目标要求。
本模块的编写思路是以“电场——电路——磁场”为线索，根据课标要求，将“场”和“路”两个方面的基础知识，按照它们内在的逻辑联系，通过理性思考和观察实验两条腿走路的方式完成的。如第一章和第二章内容就是以电场知识为核心展开的，第三章和第四章内容就是以电路知识为核心展开的，第五章内容就是以磁场为核心展开的。
本模块的编写特点主要有：
1、精心设计学习背景，寻找理想的呈现和展开学习内容的载体，如“闪电雷鸣”、“示波器”、“多用表”、“印刷电路和集成电路板”“费米实验室的回旋加速器”等；
2、在强调观察实验方法指导的基础上，突出理性思考过程中各种科学思想和科学思维方法的渗透，如理想模型思想方法、从特殊到一般的推理方法、形象描述方法、比较、比值和类比的方法等等。
３、在观察实验和理性思考的过程中，设计相关的问题，采用问题点拨和问题串启发的方式，引导学生合乎逻辑地分析并开展交流与讨论。关于这方面的例子教材各章都有，不再例举。 ４、精选设置栏目的内容，采用旁批的手段，拓展学生的知识面，辅助学生理解教材正文，满足不同学生的学习需求。