第9单元《静电场及其应用》ppt课件（配套资源）-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

1、1第九单元第九单元静电场及其应用静电场及其应用单元单元+应用迁移应用迁移 备课设计备课设计2一、单元备课课题静电场及其应用课型单元备课大概念学科大概念学科大概念物质观：物质观：原子是由质子、中子、电子构成的，实物粒子和场都是物质，电荷，电荷守恒定律运动观：运动观：带电粒子在电场力作用下的运动，电磁运动，静电平衡态的形成相互作用观：相互作用观：静电力、静电力和场强叠加课程大概念课程大概念1.在库仑定律和电场强度的概念的建立中，体现了类比的科学思维方法的重要性。2.比值定义法定义电场强度的过程，培养学生的科学探究意识和逻辑思维。3.从能量转化和守恒的视角分析物理问题。4.静电的防止与利用对人类科技

2、、生活和社会发展的影响。情境任务情境：情境：自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。静电是如何产生的？有什么样的3（学习主题）特点和作用规律?在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？这些问题是不是让你兴趣倍增？让我们一起发现！任务：任务：探究电荷作用规律和静电场力的性质，并应用于生产、生活中的静电防止和利用。学习目标1.阅读文本，结合271BAY资源，说出静电研究历史，总结描述电荷量和电场的方法。初步构建“静电场及其应用”知识、能力结构。能举出至少5个静电在生产生活中利用和防止的实例。2.通过实验，探究静电感应现象，总结物体带电

3、的本质，说出对电荷守恒定律的理解。能计算点电荷间作用力。画出常见电场的电场线，说明电场强度概念引入的必要性和科学性。3.分析静电力作用下物体的平衡，计算多个点电荷及简单带单体在空间某处产生的电场强度。运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。4.重构“静电场及其应用”单元内容，说明内容间的逻辑。从技术、安全、环保等方面提出合理化建议利用或防止静电，为人类服务，改变世界。课程标准内容分析1.通过实验，了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。例1通过多种方式使物体带电，观察静电现象。例2演示并分析静电感应现象。2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究

4、库仑定律过程中的科学思想和方法。例3与质点模型类比，体会在什么情境下可将带电体抽象为点电荷。例4体会库仑扭秤实验设计的巧妙之处。3.知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。例5用电场线描绘两个等量异种电荷周围的电场。4.了解生产生活中对静电的利用与防护。例6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。知道在有可燃气体的环境中如何防止静电事故。教材分析本单元作为电磁学内容的第一单元，起到承前启后的作用：把力学中已经初步建立起来的力的相互作用观念，进一步用于对静电现象的讨论；通过对静电力的讨论建立了电场强度的概念，进一步拓展对力的相互

5、作用观念的认识，同时为下一单元“静电场中的能量”中电功、电势、电势差等概念的建立以4及分析带电粒子在电场中的运动奠定基础。本单元线索是非常清晰的。首先在初中静电知识的基础上引入电荷量的概念和电荷守恒定律，学习电荷间相互作用的定量规律库仑定律；接着从力的视角提出电场的概念，而后着重讨论描述电场性质的物理量电场强度，这是本单元的重要内容；最后侧重介绍静电现象在生产、生活中的利用与防止，这是静解决实际问题方面的一个小结。学情分析虽然初中阶段学生对静电知识已有接触，但了解不多，且仅停留在感性认识上。而高中概念比较抽象，如点电荷，学生在生活中对它并没有感性认识，它依赖于学生对质点模型的理解。所以教学要让

6、学生知道建立点电荷的原因，懂得如何建构点电荷模型，体会点电荷模型在研究具体问题的作用。如电场强度概念，学生尽管已经接触过密度、速度等用物理量之比定义的物理量，但是学生常常从数学的角度去认识这个比例式，容易把电场强度跟静电力混同起来。研究电场的强弱是通过引入试探电荷的方法来实现的，但定义后的物理量却跟试探电荷无关。这是学生以往没有接触的一种思维方式。学习阶段核心任务学时1.整体感知整体感知静电现象22.探究建构探究静电特点和规律43.应用迁移用静电规律解决综合问题2单元学时划分4.重构拓展单元重构，拓展、过关3四大结构5 学时活动设计 学时：2 时间：2021.4.28课题静电场及其应用课型应用

7、迁移学习目标1.结合库仑定律和物体的平衡条件，分析静电力作用下物体的平衡问题。2.根据场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带电体在空间某处产生的电场强度。3.分析静电平衡状态的形成过程，运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。核心内容分析电场强度的叠加与应用及静电力作用下物体的平衡与运动情境创设闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。闪电的威力可以超级核武器相提并论。为防止被雷击，高层建筑都装有避雷针，避雷针是如何工作的？生活中还有很多利用和防止静电的实例,让我们一探究竟！学 习 过 程 设 计学习任务创造学习过程实施学习领导力提升一、课前准备一、课前准备1.每

8、位同学：271BAY、物理必修三课本、静电场及其应用学程文本、双色笔。2.每个小组：电子起电机、感应起电机、铜丝、验电器、金属网罩、验电球二二、情境导入、情境导入闪电的威力可以超级核武器相提并论。为防止被雷击，高层建筑都装有避雷针，避雷针是如何工作的？1.准备好物品，用大单元的思路引导学生学习，学程提前演练和批阅。2. 教师统一播放闪电视频，抛出问题。闪电击中物体的视频，闪电是是如何形成的？避雷针为什么可以避免雷击？学科班长要求到位，每一个学生准备到位小组长确保实验仪器准备到位通过导入激发孩子们的探究欲望，为探究学习做准备。6三、解读学习目标三、解读学习目标明确本节学习目标、任务及达成情况。1

9、.结合库仑定律和物体的平衡条件，分析静电力作用下物体的平衡问题。2.根据场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带单体在空间某处产生的电场强度。3.分析静电平衡状态的形成过程，运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。四、探究学习四、探究学习活动一、探究静电力作用下物体的平衡活动一、探究静电力作用下物体的平衡设计意图：通过对静电力在平衡问题中的应用，进一步完善和深化运动与相互作用观1.用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两小球的质量相等，球 A 所带的电荷量大于球 B 所带的电荷量。两小球静止时，悬线与竖直方向的偏角分别为 和 ，请判断二者的关系并说明原因设计意图：作用力反作

10、用力关系应用，培养学生的推理能力，分析判断能力2.有两个带正电小球，电荷量分别为 Q 和 9Q，在真空中相距 0.4 m。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球仅在静电力的作用下处于平衡状态，那么第三个小球应放在什么地方？带的是哪种电荷？电荷量是 Q 的几倍？设计意图：研究对象选取，对平衡的理解，对力的独立作用原理应用，数学分析大小关系3.A、B 是两个电荷量都是 Q 的点电荷，相距学生观看视频，思考3.通过学习目标的解读，让同学们明确探究的重点、核心，明确探究方向。1.先独立完成学程活动一设计3个问题，通过271BAY上传，自己的结论和理由写在下面。所有展示要求画好受力分析图2.小组交流讨论

11、。将疑问和收获展示到黑板上相应位置3.师生交流提升重视生成（1）电场力是相互作用的一种，运动和相互作用观（2）研究对象的选择（3）逻辑推理（4）应用数学工具分析问题能力4.习练过关在一个点电荷 Q 的电场中，让x 轴与它的一条电场线重合，坐课前培训小组长：明确要探究的三个活动组长设计三个活动在小组内实施的路径，明确A1B1B2C向A1A2B1B2转化落地措施1.高效学习小组长带领同学们一起讨论,原则上先一对一,即：A-CB1-B2再组内、组间2.组织好疑问和收获的展示3.探究过程中即时帮助、指导、培训，指导每个小组完成既定的活动，达成目标。4.习练过关要体现小组评价和小组力量，不放弃每一个学生

12、，7l，AB 连线中点为 O。现将另一个电荷量为 q的点电荷放置在 AB 连线的中垂线上，距 O 为x 的 C 处（图甲）。 (1)若此时 q 所受的静电力为 F1，试求 F1 的大小。(2)若 A 的电荷量变为 Q，其他条件都不变（图乙），此时q 所受的静电力大小为 F2，求F2的大小。 (3)为使 F2大于F1，l 和 x 的大小应满足什么关系？活动二、活动二、电场强度的叠加原理应用电场强度的叠加原理应用设计意图：电场强度是矢量，矢量叠加满足平行四边形定则，应用强化对矢量的理解，强化对点电荷产生的电场强度的应用1.如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正

13、电荷，在B点放了某个未知电荷q后，恰好D点的电场强度等于0。求放在B点的电荷电性和电荷量设计意图：矢量叠加，等效替代，计算非点电荷电场的有效处理方式，思维能力培养2.长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q 放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图所示，当棒达到静电平衡后，棒标轴上 A、B 两点的坐标分别为0.3 m 和 0.6 m（图甲）。在A、B 两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b 所示。 （1）求 A 点和 B 点的电场强度的大小和方向。 （2）点电荷 Q 所在位置的坐标是多少？1.先独立完成学程活动二设计2个问题，通过271BAY

14、上传，自己的结论和理由写在下面。所有展示要求画好电场强度矢量图，写清楚等效的含义2.小组交流讨论。将疑问和收获展示到黑板上相应位置3.师生交流提升生成（1）电场强度是矢量，满足平行四边形定则组内互助，达标验收彻底完成A1A2B1B2模式形成，学科班长抽查完成情况，计入小组晋级评价量化分数5.教师放手，注重生成性问题，要根据学生情况做出应对，拒绝跑趟子1.高效学习小组长带领同学们一起讨论,原则上先一对一,即：A-CB1-B2再组内、组间2.组织好疑问和收获的展示8上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？活动三、活动三、静电的防止与利用静电的防止与利用设计意图：应用电场特点及场强叠加

15、原理分析静电平衡形成过程，培养科学思维能力、模型建构能力1.如图所示，不带电的金属导体放到电场中，金属中自由电子的运动是怎样的？自由电子能否一直定向移动？为什么？金属在电场中达到静电平衡后，导体处的电场线有什么特点？设计意图：应用经典规律，分析生活生产问题，激发学习兴趣，激发对科学的热爱和尊重，培养学生学习科学技术，应用科学技术为人类社会服务的价值观和态度2.避雷针在生活中是很常见的。避雷针是利用（2）矢量叠加原理（3）等效替代思想4.习练过关如图所示，电荷量为 q 的点电荷与均匀带电薄板相距 2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 A 点的电场强度为 0，求带电薄板产生的电场在

16、图中 B 点的电场强度。3.探究过程中即时帮助、指导、培训，指导每个小组完成既定的活动，达成目标。4.教师参与过程中即时发现问题，及时解决5.习练过关要体现小组评价和小组力量，不放弃每一个学生，组内互助，达标验收彻底完成A1A2B1B2模式形成，学科班长抽查完成情况，计入小组晋级评价量化分数6.教师放手，注重生成性问题，要根据学生情况做出应对，拒绝跑趟子9尖端放电保护建筑物的一种设施，简述其工作原理。3.简述静电除尘、静电喷涂、静电复印的原理。1. 学生实验：用电子起电机和感应起电机，将两个靠近的圆头导体和两个靠近的尖型导体分别与起电机的正负接线柱相连接，不断加大电压，哪种情况更容易发生尖端放

17、电现象？2. 解释避雷针工作原理3.学生实验：将带电体靠近验电器，金属箔片是否张开；用金属罩罩住验电器，在将带电体靠近，金属箔片是否张开？请对实验现象进行分析。透过现象看本质：通过分组实验，让孩子认识到静电屏蔽的原理及应用。在生活中如何避免静电的危害，以及如何利用静电为我们解决生活中的实际问题。4.两道随堂习练，解释静电防止、应用的现象1.培养学生的动手能力，实验不可能一次成功2.培养观察能力，分析问题、解决问题能力3.高效学习小组长带领同学们一起讨论实验操作注意事项、实验现象产生原因先一对一A-C，B1-B24.挑选B2层次学生上台展示。锻炼学生及语言表达的能力。5.注意鼓励C层上台发言，兴

18、趣是最好的老师。培养学生勇于质疑和创新的科学精神，敢于说出自己不同的观点。学习目学习目标形成性成评标形成性成评价：价：1 1星：星：能用库仑定律分析多个点电荷作用下的平衡问题。3 3星：星：能用场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带单体电场的电场强度。5 5星：星：分析静电平衡状态的形成过程，会分析解释生活中静电现象的利用和防止原理。10反思改进：反思改进：1.没有最好，只有更好。学程我们修改了16遍，大概念、目标、活动情境修改了无数次，还是不够完美，但是越研究，越清晰。2.用了闪电在避雷针的作用视频，导入这节课。激发学习学习兴趣：4.黑板展示和271BAY展示要结合起来，在学程上要设计好个人提

19、交等。习练也要通过271BAY与同学们进行互动。5.学习领导力提升的要措施具体，关键是要落到实处，实现A1A2B1B2模式形成。6.学程的落地不是跑趟子，学程要实现个性化使用，再创造。不仅要有课程水平，也要有课堂水平。11应应用迁移:静电场电场 及其应应用 -用静电场规 律解决综合问题 闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。闪电的威力可以超级核武器相提并论。为防止被雷击，高层建筑都装有避雷针，避雷针是如何工作的？生活中还有很多利用和防止静电的实例,让我们一探究竟！ 一、静电力作用下的平衡二、电场强度的叠加原理应用三、静电的防止与利用后门前门活动一活动二活动三活动三活动

20、一活动二独立思考， 独立审题1.先小组完成探究学案，完成后迅速展示；2.非展示同学实验完成后进行自主探究学习。要求：规范作图，条理清晰。1、电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 E+E-E合电场强度的叠加PQ1Q2特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。，方向不同。几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点1、正、负点电荷的电场中电场线的分布 2.2.等量

21、异种点电荷的电场线等量异种点电荷的电场线2 2、两点电荷连线的中垂面、两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点线上到两点电荷中点O O点等距离处各点的场强相等。点等距离处各点的场强相等。3 3、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功电荷时电场力不做功。EEE1 1、沿点电荷的连线，、沿点

22、电荷的连线，场强先变小后变大场强先变小后变大3 3、等量同种点电荷的电场线、等量同种点电荷的电场线2 2、中点、中点OO附近的电场线附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零非常稀疏，但场强并不为零3 3、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿面（、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿面（线）远离线）远离 OO（等量正电荷）（等量正电荷）4 4、在中垂面（线）上从、在中垂面（线）上从OO点到无穷远，电场线先变点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱密后变疏，即场强先变强后变弱。1 1、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点OO处处场强为零场强为零探究建构:静电场电场 及其应应用 -探究静

23、电电特点和规规律科技馆中起电机会使人带电，瞬间头发会梳理散开，实现“怒发冲冠”。为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？ 后门前门活动一活动二活动三活动三活动一活动二独立思考， 独立审题1.先小组完成探究学案，完成后迅速展示；2.非展示同学实验完成后进行自主探究学习。要求：规范作图，条理清晰。 1.库仑定律的内容是什么？ 2.库仑定律的公式及其适应条件是什么？ 电荷之间的相互作用力是如何发生的？ 1837年法拉第提出“场”的概念 英国物理学家 法拉第（1791-1867） 电荷之间通过电场发生相互作用. 电荷A电场 电荷B 用什么可以检验空间存在看不见又摸不着的电场？电场的基本性

24、质： 对放入其中的电荷有力的作用。电场强度1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。5.理解： 场强反映电场力的性质，由电场本身决定，与放入的试探电荷无关。 3.单位：牛/库(N/C) 伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C4.方向：规定与正电荷在该点的受力方向相同 2.定义式：练习：在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为F，方向向左，则A处场强大小 ，方向为 ；若将A处放点电荷为2q，则该处电场强度大小为 ，方向为 ，电荷受到电场力的方向 。向左向左课堂训练向右真空中点电荷的场强+- 由库仑定律和场强的定义式推导1、大小2.场强方向：离正

25、电荷而去向负电荷而来3、 关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍 BE=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同 D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向课堂训练B电场强度是矢量，合成应遵循平行四边形法则 E+E-E合电场强度的叠加PQ1Q2（1） 静电场电场 的电场线总电场线总 是从正电电荷（或者从无穷远穷远 ）出发发到负电负电 荷终终止（或者延伸到无穷远穷远 ）；（2）电场线越密的地方，场强越大; 电场线越稀的地方，场强越小；切线方向-该点的电场方向（3）任意

26、两条电场线都不相交.也不闭合电场线的特征（4）电场线是假想线，不是真实存在的。电场线的特征整体感知整体感知 : :静电场及其静电场及其应用应用 - -整体感知静电电 象自然界中的电荷有两种，但是在自然界和生产生活中却自然界中的电荷有两种，但是在自然界和生产生活中却有很多的静电现象，摩擦过的琥珀有很多的静电现象，摩擦过的琥珀能够吸引羽毛能够吸引羽毛、同种电、同种电荷相互排斥、梳头发的噼啪声等等。人们从何时开始研究荷相互排斥、梳头发的噼啪声等等。人们从何时开始研究静电？如何描述静电？静电和生产生活有哪些联系？静电？如何描述静电？静电和生产生活有哪些联系？ 后门前门活动一活动二活动三活动三活动一活动

27、二独立思考，独立思考， 独立审题独立审题1.先小组完成探究学案先小组完成探究学案，完成后迅速展示；，完成后迅速展示；2.非展示同学实验完成后进行自主探究学习。非展示同学实验完成后进行自主探究学习。要求：规范作图，条理清晰要求：规范作图，条理清晰。+摩擦起电摩擦起电+感应起电感应起电+金属导体金属导体近异近异远同远同本质：电荷从物体的一部分本质：电荷从物体的一部分转移转移到另一到另一部分，电荷的总量不变。部分，电荷的总量不变。（接触带电时）两接触带电时）两完全相同完全相同导体平分电导体平分电荷原理荷原理：接触后接触后再分开再分开+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ三种使物体带电方法的比较三种使

28、物体带电方法的比较使物体带电的方法本质电荷的总量起电的共性本质摩擦起电 电荷从一个物体转移到另一个物体不变无论是哪种起电方法，其本质都是电荷发生转移，而电荷的总量保持不变，起电并不是创造了电荷,也没有电荷消失。感应起电 电荷从物体的一部分转移到另一部分不变接触带电 电荷从一个物体转移到另一个物体不变 1 1、电中性物体中有无电荷存在？、电中性物体中有无电荷存在？ 2 2、所谓、所谓 “ “电荷的中和电荷的中和 ” ”是不是正、负电荷一起消失了？是不是正、负电荷一起消失了？电电中中性性物物体体中中是是有有电电荷荷存存有有的的，只只是是电电荷荷的的代代数数和和为为0“电电荷荷的的中中和和”是是指指

29、电电荷荷的的种种类类和和数数量量达达到到等等量量，异异号号，这时正、负电荷的代数和为零。，这时正、负电荷的代数和为零。练习把两个完全相同的小球接触后分开把两个完全相同的小球接触后分开, ,两球相互排斥两球相互排斥 , ,则两球原来的带电情况不可能是则两球原来的带电情况不可能是( ( ) )A AB BC CD D原来的其中一个带电原来的其中一个带电两个小球原来分别带等量异种电两个小球原来分别带等量异种电荷荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带不等量异种电两个小球原来分别带不等量异种电荷荷B B课堂小结课堂小结 一、电荷一、电荷 1.自然界中有两种电荷 2.电荷

30、及其相互作用 3.使物体带电的方法：摩擦起电 接触起电 感应起电 二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律 三、几个基本概念三、几个基本概念 电荷量 元电荷 比荷重构拓展重构拓展 : :静电场及其静电场及其应用应用 - -单元重构、拓展单元重构、拓展、过关、过关 1.1.空间中一点电场强度的方向空间中一点电场强度的方向 2.2.如何利用电场线表示电场强度的方向和大小如何利用电场线表示电场强度的方向和大小 3.3.电场力做功与电势能变化的关系电场力做功与电势能变化的关系 4.4.电场力做功与电势差的关系电场力做功与电势差的关系 5.5.沿电场线方向电势如何变化沿电场线方向电势如何变化 6.6.电容的定义

31、式，平行板电容器的决定式电容的定义式，平行板电容器的决定式 7.7.带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动核心问题核心问题后门前门3811131416独立思考，独立思考， 独立审题独立审题1.先小组完成探究学案，完成后迅速展先小组完成探究学案，完成后迅速展示；示；2.非展示同学实验完成后进行自主探究非展示同学实验完成后进行自主探究学习。学习。要求：规范作图，条理清晰。要求：规范作图，条理清晰。静静电电场场两种两种电荷电荷元电荷元电荷e =1.610-19 C电荷守恒电荷守恒三种起电方式：三种起电方式：起电过程就是电子得失的过程起电过程就是电子得失的过程库仑定律库仑定律K=9.0 109N

32、 m2/c2适用条件：真空中，点电荷适用条件：真空中，点电荷 力的力的性质性质电场强度电场强度定义：定义：E=F/Q，方向规定为正电荷的受力方向，方向规定为正电荷的受力方向点电荷电场：点电荷电场：E=KQ/r2；匀强电场：匀强电场：E=U/d电场线电场线对电场的描述：切线表示方向，疏密表示强弱对电场的描述：切线表示方向，疏密表示强弱电场线的特点：由正电荷或无穷远出发电场线的特点：由正电荷或无穷远出发 终止于负电荷或无穷终止于负电荷或无穷远远几种常见的电场线几种常见的电场线1第九单元静电场及其应用第九单元静电场及其应用单元单元+应用迁移 备课设计应用迁移 备课设计2一、单元备课课题静电场及其应用

33、课型单元备课大概念学科大概念学科大概念物质观：物质观：原子是由质子、中子、电子构成的，实物粒子和场都是物质，电荷，电荷守恒定律运动观：运动观：带电粒子在电场力作用下的运动，电磁运动，静电平衡态的形成相互作用观：相互作用观：静电力、静电力和场强叠加课程大概念课程大概念1.在库仑定律和电场强度的概念的建立中，体现了类比的科学思维方法的重要性。2.比值定义法定义电场强度的过程，培养学生的科学探究意识和逻辑思维。3.从能量转化和守恒的视角分析物理问题。4.静电的防止与利用对人类科技、生活和社会发展的影响。情境任务（学习主题）情境：情境：自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、

34、脱衣、运动等过程都可能产生静电。静电是如何产生的？有什么样的特点和作用规律?在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？这些问题是不是让你兴趣倍增？让我们一起发现！任务：任务：探究电荷作用规律和静电场力的性质，并应用于生产、生活中的静电防止和利用。学习目标1.阅读文本，结合271BAY资源，说出静电研究历史，总结描述电荷量和电场的方法。初步构建“静电场及其应用”知识、能力结构。能举出至少5个静电在生产生活中利用和防止的实例。2.通过实验，探究静电感应现象，总结物体带电的本质，说出对电荷守恒定律的理解。能计算点电荷间作用力。画出常见电场的电场线，说明电场强度概念引入的必要性和科学性。3.分析

35、静电力作用下物体的平衡，计算多个点电荷及简单带单体在空间某处产生的电场强度。运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。4.重构“静电场及其应用”单元内容，说明内容间的逻辑。从技术、安全、环保等方面提出合理化建议利用或防止静电，为人类服务，改变世界。课程标准内容分析1.通过实验，了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。例1通过多种方式使物体带电，观察静电现象。例2演示并分析静电感应现象。2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。例3与质点模型类比，体会在什么情境下可将带电体抽象为点电荷。例4体会库仑扭秤实验设计的巧妙之

36、处。3.知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。例5用电场线描绘两个等量异种电荷周围的电场。34.了解生产生活中对静电的利用与防护。例6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。知道在有可燃气体的环境中如何防止静电事故。教材分析本单元作为电磁学内容的第一单元，起到承前启后的作用：把力学中已经初步建立起来的力的相互作用观念，进一步用于对静电现象的讨论；通过对静电力的讨论建立了电场强度的概念，进一步拓展对力的相互作用观念的认识，同时为下一单元“静电场中的能量”中电功、电势、电势差等概念的建立以及分析带电粒子在电场中的运动奠定基础。本

37、单元线索是非常清晰的。首先在初中静电知识的基础上引入电荷量的概念和电荷守恒定律，学习电荷间相互作用的定量规律库仑定律；接着从力的视角提出电场的概念，而后着重讨论描述电场性质的物理量电场强度，这是本单元的重要内容；最后侧重介绍静电现象在生产、生活中的利用与防止，这是静解决实际问题方面的一个小结。学情分析虽然初中阶段学生对静电知识已有接触，但了解不多，且仅停留在感性认识上。而高中概念比较抽象，如点电荷，学生在生活中对它并没有感性认识，它依赖于学生对质点模型的理解。所以教学要让学生知道建立点电荷的原因，懂得如何建构点电荷模型，体会点电荷模型在研究具体问题的作用。如电场强度概念，学生尽管已经接触过密度

38、、速度等用物理量之比定义的物理量，但是学生常常从数学的角度去认识这个比例式，容易把电场强度跟静电力混同起来。研究电场的强弱是通过引入试探电荷的方法来实现的，但定义后的物理量却跟试探电荷无关。这是学生以往没有接触的一种思维方式。单元学时划分学习阶段核心任务学时1.整体感知整体感知静电现象22.探究建构探究静电特点和规律43.应用迁移用静电规律解决综合问题24.重构拓展单元重构，拓展、过关3四大结构4学时活动设计学时：2时间：2021.4.28课题静电场及其应用课型应用迁移学习目标1.结合库仑定律和物体的平衡条件，分析静电力作用下物体的平衡问题。2.根据场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带电体在空

39、间某处产生的电场强度。3.分析静电平衡状态的形成过程，运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。核心内容分析电场强度的叠加与应用及静电力作用下物体的平衡与运动情境创设闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。闪电的威力可以超级核武器相提并论。为防止被雷击，高层建筑都装有避雷针，避雷针是如何工作的？生活中还有很多利用和防止静电的实例,让我们一探究竟！学 习 过 程 设 计学习任务创造学习过程实施学习领导力提升一、课前准备一、课前准备1.每位同学：271BAY、物理必修三课本、静电场及其应用学程文本、双色笔。2.每个小组：电子起电机、感应起电机、铜丝、验电器、金属网罩

40、、验电球二二、情境导入、情境导入闪电的威力可以超级核武器相提并论。为防止被雷击，高层建筑都装有避雷针，避雷针是如何工作的？三、解读学习目标三、解读学习目标明确本节学习目标、任务及达成情况。1.结合库仑定律和物体的平衡条件，分析静电力作用下物体的平衡问题。2.根据场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带单体在空间某处产生的电场强度。3.分析静电平衡状态的形成过程，运用静电规律解释生产生活中是如何防止和利用静电的。1.准备好物品，用大单元的思路引导学生学习，学程提前演练和批阅。2. 教师统一播放闪电视频，抛出问题。闪电击中物体的视频，闪电是是如何形成的？避雷针为什么可以避免雷击？学生观看视频，思考3.

41、通过学习目标的解读，让同学们明确探究的重点、核心，明确探究方向。学科班长要求到位，每一个学生准备到位小组长确保实验仪器准备到位通过导入激发孩子们的探究欲望，为探究学习做准备。课前培训小组长：明确要探究的三个活动组长设计三个活动在小组内实施的路径，明确A1B1B2C向A1A2B1B2转化落地措施5四、探究学习四、探究学习活动一、探究静电力作用下物体的平衡活动一、探究静电力作用下物体的平衡设计意图：通过对静电力在平衡问题中的应用，进一步完善和深化运动与相互作用观1.用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两小球的质量相等，球 A 所带的电荷量大于球 B 所带的电荷量。两小球静止时，悬线

42、与竖直方向的偏角分别为和，请判断二者的关系并说明原因设计意图：作用力反作用力关系应用，培养学生的推理能力，分析判断能力2.有两个带正电小球，电荷量分别为 Q 和 9Q，在真空中相距 0.4 m。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球仅在静电力的作用下处于平衡状态，那么第三个小球应放在什么地方？带的是哪种电荷？电荷量是 Q 的几倍？设计意图：研究对象选取，对平衡的理解，对力的独立作用原理应用，数学分析大小关系3.A、B 是两个电荷量都是 Q 的点电荷，相距l，AB 连线中点为 O。现将另一个电荷量为 q的点电荷放置在 AB 连线的中垂线上，距 O 为x 的 C 处（图甲）。(1)若此时 q 所受

43、的静电力为 F1，试求 F1的大小。(2)若 A 的电荷量变为 Q，其他条件都不变（图乙），此时q 所受的静电力大小为 F2，求 F2的大小。(3)为使 F2大于F1，l 和 x 的大小应满足什么关系？1.先独立完成学程活动一设计3个问题，通过271BAY上传，自己的结论和理由写在下面。所有展示要求画好受力分析图2.小组交流讨论。将疑问和收获展示到黑板上相应位置3.师生交流提升重视生成（1）电场力是相互作用的一种，运动和相互作用观（2）研究对象的选择（3）逻辑推理（4）应用数学工具分析问题能力4.习练过关在一个点电荷 Q 的电场中，让x 轴与它的一条电场线重合，坐标轴上 A、B 两点的坐标分别

44、为0.3 m 和 0.6 m（图甲）。在A、B 两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b 所示。（1）求 A 点和 B 点的电场强度的大小和方向。（2）点电荷 Q 所在位置的坐标是多少？1.高效学习小组长带领同学们一起讨论,原则上先一对一,即：A-CB1-B2再组内、组间2.组织好疑问和收获的展示3.探究过程中即时帮助、指导、培训，指导每个小组完成既定的活动，达成目标。4.习练过关要体现小组评价和小组力量，不放弃每一个学生，组内互助，达标验收彻底完成A1A2B1B2模式形成，学科班长抽查完成情况，计入小组晋级评价量化分数5.教师放手，注重生成性问题，要根

45、据学生情况做出应对，拒绝跑趟子6活动二、活动二、电场强度的叠加原理应用电场强度的叠加原理应用设计意图：电场强度是矢量，矢量叠加满足平行四边形定则，应用强化对矢量的理解，强化对点电荷产生的电场强度的应用1.如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q后，恰好D点的电场强度等于0。求放在B点的电荷电性和电荷量设计意图：矢量叠加，等效替代，计算非点电荷电场的有效处理方式，思维能力培养2.长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q 放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图所示，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场

46、强度大小和方向如何？活动三、活动三、静电的防止与利用静电的防止与利用设计意图：应用电场特点及场强叠加原理分析静电平衡形成过程，培养科学思维能力、模型建构能力1.如图所示，不带电的金属导体放到电场中，金属中自由电子的运动是怎样的？自由电子能否一直定向移动？为什么？金属在电场中达到静电平衡后，导体处的电场线有什么特点？1.先独立完成学程活动二设计2个问题，通过271BAY上传，自己的结论和理由写在下面。所有展示要求画好电场强度矢量图，写清楚等效的含义2.小组交流讨论。将疑问和收获展示到黑板上相应位置3.师生交流提升生成（1）电场强度是矢量，满足平行四边形定则（2）矢量叠加原理（3）等效替代思想4.

47、习练过关如图所示，电荷量为 q 的点电荷与均匀带电薄板相距 2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 A 点的电场强度为 0，求带电薄板产生的电场在图中 B 点的电场强度。1.高效学习小组长带领同学们一起讨论,原则上先一对一,即：A-CB1-B2再组内、组间2.组织好疑问和收获的展示3.探究过程中即时帮助、指导、培训，指导每个小组完成既定的活动，达成目标。4.教师参与过程中即时发现问题，及时解决5.习练过关要体现小组评价和小组力量，不放弃每一个学生，组内互助，达标验收彻底完成A1A2B1B2模式形成，学科班长抽查完成情况，计入小组晋级评价量化分数6.教师放手，注重生成性问题，要根据

48、学生情况做出应对，拒绝跑趟子7设计意图：应用经典规律，分析生活生产问题，激发学习兴趣，激发对科学的热爱和尊重，培养学生学习科学技术，应用科学技术为人类社会服务的价值观和态度2.避雷针在生活中是很常见的。避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，简述其工作原理。3.简述静电除尘、静电喷涂、静电复印的原理。1. 学生实验：用电子起电机和感应起电机，将两个靠近的圆头导体和两个靠近的尖型导体分别与起电机的正负接线柱相连接，不断加大电压，哪种情况更容易发生尖端放电现象？2. 解释避雷针工作原理3.学生实验：将带电体靠近验电器，金属箔片是否张开；用金属罩罩住验电器，在将带电体靠近，金属箔片是否张开？请对实

49、验现象进行分析。透过现象看本质：通过分组实验，让孩子认识到静电屏蔽的原理及应用。在生活中如何避免静电的危害，以及如何利用静电为我们解决生活中的实际问题。4.两道随堂习练，解释静电防止、应用的现象1.培养学生的动手能力，实验不可能一次成功2.培养观察能力，分析问题、解决问题能力3.高效学习小组长带领同学们一起讨论实验操作注意事项、实验现象产生原因先一对一A-C，B1-B24.挑选B2层次学生上台展示。锻炼学生及语言表达的能力。5.注意鼓励C层上台发言，兴趣是最好的老师。培养学生勇于质疑和创新的科学精神，敢于说出自己不同的观点。学习目学习目标标形成性形成性成评成评价：价：1 1星：星：能用库仑定律

50、分析多个点电荷作用下的平衡问题。3 3星：星：能用场强叠加原理，分析多个点电荷及简单带单体电场的电场强度。5 5星：星：分析静电平衡状态的形成过程，会分析解释生活中静电现象的利用和防止原理。反思改进：反思改进：1.没有最好，只有更好。学程我们修改了16遍，大概念、目标、活动情境修改了无数次，还是不够完美，但是越研究，越清晰。2.用了闪电在避雷针的作用视频，导入这节课。激发学习学习兴趣：4.黑板展示和271BAY展示要结合起来，在学程上要设计好个人提交等。习练也要通过271BAY与同学们进行互动。5.学习领导力提升的要措施具体，关键是要落到实处，实现A1A2B1B2模式形成。6.学程的落地不是跑