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2022年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三1.4《電場中的導(dǎo)體》 WORD教案4

上傳人:xt****7 文檔編號:105633427 上傳時間:2022-06-12 格式:DOC 頁數(shù):3 大小:36.50KB
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1、2022年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三1.4《電場中的導(dǎo)體》 WORD教案4 [課時安排]1課時 [教學(xué)目標(biāo)]: 1. 知識與技能 (1) 了解靜電平衡狀態(tài),能應(yīng)用場強(qiáng)疊加的原理解釋靜電平衡狀態(tài)。 (2) 了解靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用 (3) 通過觀察演示實(shí)驗及對實(shí)驗現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行分   析推理,培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力 2. 過程與方法:進(jìn)一步理解比值定義法 3. 情感態(tài)度價值觀:培養(yǎng)學(xué)以致用的觀念 [教學(xué)重點(diǎn)]:靜電場中靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特性,即其電荷分布、電場分布、電勢等, [教學(xué)難點(diǎn)]:運(yùn)用電場有關(guān)知識,分析、推理出實(shí)驗現(xiàn)象的成因 [教學(xué)器材]:

2、靜電屏蔽演示——金屬網(wǎng)罩(一個),帶絕緣支架金屬球,驗電器。 [教學(xué)方法]:實(shí)驗探究,討論,講授 [教學(xué)過程] 復(fù)習(xí)導(dǎo)入: 回顧以下問題: (1) 電場強(qiáng)弱如何描述? (2) 回顧電場強(qiáng)度的相關(guān)知識點(diǎn)   新課教學(xué) 1、 場強(qiáng)的疊加 對于多個電荷產(chǎn)生的電場,如何確定空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度? 兩個電荷+Q和-Q同時存在時,實(shí)驗表明它們產(chǎn)生的電場互相獨(dú)立、互不影響,P點(diǎn)的場強(qiáng)是E1和E2疊加的結(jié)果,遵從平行四邊形法則。 例一(課本P21):兩個相距很近的先是異種電荷組成的系統(tǒng)叫做電偶極子。如圖所示,P為電偶極子延長線上距中點(diǎn)O為r的點(diǎn),求P點(diǎn)處的電場強(qiáng)度 解:詳見P21-2

3、2 2、回顧靜電感應(yīng): 圖1 導(dǎo)體在電場中時,導(dǎo)體上的自由電荷受電場力作用發(fā)生定向移動使兩端出現(xiàn)不同的電荷分布(如右圖1)。 實(shí)驗1(如圖2): 利用起電機(jī)使絕緣金屬球帶電,從而產(chǎn)生電場,把感應(yīng)電機(jī)靠近A擺放,且接觸良好。 將不帶電驗電球A先與B接觸,再與驗電器金屬球D接觸,如此反復(fù),可見D金屬箔張開。同樣,可讓A與C接觸,再與E接觸,反復(fù)幾次,可見E金屬箔也張開。 由此可知B、C兩端帶電。 此時,若將A上電荷放掉,讓A與C接觸后與D接觸,反復(fù)幾次,可見D金屬箔張角變小,可見B、C兩端電荷異號。 可用A與B、C中部接觸的,再與驗電器接觸,驗電器金屬箱不張開,電荷分布在兩端。

4、同理可分析A 帶負(fù)電荷時,感應(yīng)電機(jī)上電荷分布。 3、 靜電平衡: 靜電感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體不同部分出現(xiàn)的凈電荷稱為感應(yīng)電荷。 板書:1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體不同部分出現(xiàn)的凈電荷稱為感應(yīng)電荷。 教師提問:靜電場中導(dǎo)體上自由電荷受電場力作用做定向移動會不會一直運(yùn)動下去? 圖3 學(xué)生討論。(師提示:先移動的感應(yīng)電荷會不會產(chǎn)生電場?它們的場方向如何?會對其它自由電荷產(chǎn)生什么影響?) 得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體置于電場中時,自由電荷受力,發(fā)生定向移動,從而重新分布。重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個與原電場反向的電場,這種感應(yīng)電場與原電場反向疊加,阻礙電荷定向移動。(如右圖3)導(dǎo)體中的合電場越來越小,直至最

5、后無電荷定向移動為止,這時感應(yīng)電荷電場與原電場的合場強(qiáng)為零。 板書: 2、靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體上處處無電荷定向移動的狀態(tài)。 圖4 3、靜電平衡時的特征:A、導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零。 我們在這個特征基礎(chǔ)上進(jìn)行推論,可得靜電場中導(dǎo)體的其他特點(diǎn)。 板書: B、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只能分布在導(dǎo)體外表面上。 可采用反證法,若導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷,電荷周圍有電場,那么導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度將不為零,電荷將發(fā)生定向移動。 實(shí)驗2 法拉第圓筒實(shí)驗。 先用起電機(jī)使筒A帶電,至A中箔片張開為止,利用驗電球B可先從A外表面接觸,再與驗電器金屬球C接觸,反復(fù)幾次后,可明顯地看到C金屬箔張開,可說明A外表面

6、有電荷。 若使B與A內(nèi)壁接觸后再與C接觸,則C金屬箔將不張開,可驗證A內(nèi)壁無電荷。 演示實(shí)驗:模擬導(dǎo)體表面的電場線分布。 板書: C、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)場強(qiáng)方向與該點(diǎn)表面垂直。 如果我們沿導(dǎo)體表面移動電荷,則電荷所受電場力因為與場強(qiáng)在同一直線上,所以電場力也與導(dǎo)體表面切向垂直,這種情況下,電場力是不做功的。而在導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)又為零,所以移動電荷時沒有電場力做功。 板書: D、導(dǎo)體內(nèi)和導(dǎo)體表面上移動電荷時,電場力都不做功。 圖6 綜上所示:靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部處處E=0(強(qiáng)調(diào)是合場強(qiáng),而非原電場強(qiáng)度和感應(yīng)電場強(qiáng)度),電荷只分布在外表面上,導(dǎo)體表面上的場強(qiáng)處處都與該點(diǎn)表面切

7、線垂直。在導(dǎo)體內(nèi)任兩點(diǎn)間移動電荷,電場力做功為零。 4、 靜電屏蔽 實(shí)驗3:先使A帶電,然后移近驗電器B,由于靜電感應(yīng),B的金屬箔片張開,若把B置于金屬網(wǎng)罩中,可發(fā)現(xiàn)B的金屬箔片不張開。 這是什么原因呢?請大家用剛剛所學(xué)的知識來解釋一下。 分析:金屬網(wǎng)罩上處于A上正電荷產(chǎn)生的電場中,網(wǎng)罩上的電荷重新分布,最后達(dá)到靜電平衡。此時,網(wǎng)罩內(nèi)部合場強(qiáng)為零,即金屬網(wǎng)罩內(nèi)無電場。所以驗電器上的電荷不出現(xiàn)重新分布,在箔片上不帶電,所以不張開。 這時的電場線是什么形狀的呢?——讓學(xué)生嘗試描繪。 演示實(shí)驗——模擬靜電感應(yīng)中達(dá)到靜電平衡時的導(dǎo)體的電場線分布。 從實(shí)驗中可以知道,金屬網(wǎng)罩能把外電場遮住,使其內(nèi)部不受外電場影響,這就是靜電屏蔽現(xiàn)象。 隨堂鞏固練習(xí): 圖7 (1)長L的不帶電導(dǎo)體桿放于點(diǎn)電荷+Q(距桿左端為r)附近達(dá)到靜電平衡后,求:桿中點(diǎn)的電場強(qiáng)度及桿上感應(yīng)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。(解:如圖7,因為桿處于靜電平衡狀態(tài),故該點(diǎn)場強(qiáng)E=0;由+Q產(chǎn)生的電場強(qiáng)度和感應(yīng)電荷電場合成。EQ+E感=E=0,所以) 作業(yè):書P23/1~3; [教學(xué)反思]:

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