高中粤教版 (2019)静电的利用与防护教学设计及反思

这是一份高中粤教版 (2019)静电的利用与防护教学设计及反思，共5页。
静电的利用与防护
教学目标
1. 了解生产生活中关于静电的防护与利用
2. 运用所学物理知识解释生活中的静电现象
教学重点：理解静电利用的原理。
教学难点：应用静电感应知识认识尖端放电现象、静电吸附现象。
教学过程
教学环节
主要师生活动
引入
复习
【引入】
师：通过前几节的学习，我们认识了电荷、知道了静电场。静电对我们来说并不陌生,同学们想一想，在生活中有哪些和静电有关的现象呢？
生：想一想生活中有哪些和静电有关的现象呢？
师：干燥的冬天，脱毛衣时会，毛衣会吸引头发。如果在暗处，还会看到静电火花，这是火花放电现象。加油站的静电释放器可以清除身体上的静电，防止静电火花引发火灾。
师：自然界的雷电也是一种剧烈的放电现象。雄伟壮丽，但确实令人心生畏惧，毕竟被雷击中不是小事。自然界中处处都有静电，那看来处处都有危险，我们如何防止静电给我们带来的危害呢？
师：在实验室中，我们用两块金属板模拟雷雨云与大地，分别接在感应线圈的接线柱上，会产生高压加在两金属板之间，大家先观察以下实验现象。
提问：图示这些放电现象很相像。为什么会产生这些放电现象呢？
生：类比推测，雷雨云与大地之间也存在高压。
师：在实验室中，我们将上下金属板连接感应线圈，金属板间存在强电场，产生放电现象。雷雨云带有大量电荷，由于静电感应，建筑物与大地感应出异种电荷，云与大地之间也形成了强电场。
生：回顾静电感应现象。
静电吸附
一、静电利用
师：提问引导学生分析：
1、把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，自由电子会怎样移动呢？
生：根据带电粒子在电场中的运动相关知识进行思考分析。
师：根据情境介绍空气的电离、火花放电现象。

生：想一想，如何利用放电现象方便我们的生活呢？
师：演示静电除尘实验。
生：（观看静电除尘实验，根据现象理论分析，理解静电吸附的原理。）
生：实验中我们观察到，瓶中的烟尘明显减少，并且有白色微尘吸附在金属丝上。
师：（建立模型，分析实验现象，并介绍静电吸附相关应用。）
基于此现象，我们设计了工业中实际使用的静电除尘设备。如图，把高压电源的正极接到外侧金属圆筒上，负极接到挂在管心的金属线上。向设备内通入含有微尘的废气，利用静电作用，将空气中的微尘分离出来，得到干净空气。
我们可以画出装置的横截面图帮助我们分析静电除尘的原理：外侧黄色圆环代表金属圆筒A，带正电。中间带负电的为管心处的直导线B。
直导线B与金属圆筒A之间会有很强的电场，且距离直导线B越近，电场强度越大。强电场使得B附近的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子.
正离子在电场力作用下，向负极B运动，被吸到B上，电子在向着正极A运动的过程中，遇到微尘，会使微尘带负电
带负电的微尘会在静电力的作用下，向着正极A运动，最后会被吸附到正极A上。像这样，带电粒子在电场中受到静电力作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。叫做静电吸附。
师：（介绍静电喷涂、静电植绒、静电复印相关原理。）
静电吸附在生产技术上有非常广泛的应用。静电植绒是利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质，通过使绒毛带上负电荷，令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上，与被植体上的粘合剂接触，并粘贴在上边，形成相应图案。
师：演示静电植绒实验。
除静电除尘、静电植绒之外，静电喷涂也利用了静电的相关知识。接负高压的涂料雾化器，可以喷出带负电的涂料微粒，（翻页）在静电力作用下，涂料微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷涂。静电喷涂具有涂料利用率高、涂层质量高等优势。
复印机也应用了静电吸附的原理。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它的表面有一种特殊的物质，没有光照时它是绝缘体，受到光照时变成导体。利用这个性质，先让有激光导体鼓在暗处带正电，随后把强光照到文件上，文件反射的光通过光学系统，在有机光导体鼓上成像。亮处的电荷流失，暗处的电荷保留下来。这样可以让电荷排列组合成相应的文字图样。再利用静电吸附使鼓吸上带负电的墨粉。随后将墨粉图样转运到纸上，得到文件副本。通过放电、充电还能够实现循环利用，非常方便快捷。
尖端放电
二、尖端放电
师：问题1：那么如何防止雷电的危害呢？
生：（思考避雷针能够有效地防止雷击的危害的原理。）
安装避雷针。
生：观看实验，根据实验现象分析导体尖端电场特点。
师：（介绍导体电荷分布与形状的关系，根据情境介绍尖端放电现象。）
电荷分布在导体外表面，并且越尖锐的位置，电荷密度越大，所以尖端周围电场很强。周围的强电场足以使空气发生电离，电离产生的带正电的粒子，被带正电的尖端排斥而远离尖端；带负电的粒子被尖端吸引而奔向尖端，与尖端上的正电荷中和。最后的结果，等效于导体从尖端释放电荷。
师：创设情境，分析避雷针的原理。
防止静电危害
防止静电危害
生：思考日常生活中常见的静电危害现象。举例电子产品屏幕表面的静电容易吸附灰尘、油罐车运输汽油时，静电放电容易使汽油着火而引发爆炸等。
师：归纳总结为静电力造成不良后果、静电火花引发的灾害两大类。
生：分析油罐车的接地铁链、、采用起电较少的材料，可以避免静电危害的原理。
师：总结防止静电危害的方法。
课堂小结